稀土摻雜及與聚苯胺復(fù)合對(duì)鍶鐵氧體微波吸收的改性研究.pdf

1、鐵氧體是一類(lèi)傳統(tǒng)的吸波材料，但存在密度大、微波吸收頻帶窄的問(wèn)題，因此，鐵氧體吸波材料的改性仍然是目前的一個(gè)研究熱點(diǎn)。針對(duì)這些問(wèn)題，對(duì)六角M型鍶鐵氧體進(jìn)行了摻雜及復(fù)合改性，以提高其微波吸收性能。稀土元素具有特殊的電磁結(jié)構(gòu)和性能，稀土摻雜能夠調(diào)節(jié)鐵氧體電磁參數(shù)和改善鐵氧體的微波吸收性能，但鑭、鈰摻雜M型鍶鐵氧體在2～18GHz內(nèi)的微波吸收特性的研究少見(jiàn)報(bào)道。摻雜聚苯胺（PAn）是一種低密度的電損耗型吸波材料。將磁損耗為主的鐵氧體與PAn復(fù)合

2、是提高鐵氧體微波吸收性能的一個(gè)有效途徑。目前，鍶鐵氧體/PAn復(fù)合吸波材料的研究缺乏。 用溶膠-凝膠法（Sol-gel）制備了Sr0.7La0.3-xCexFe11.7Zn0.3O19納米鐵氧體。用化學(xué)氧化法制備了鹽酸（HCl）摻雜聚苯胺（PAn）導(dǎo)電高分子，用原位聚合法制備了不同聚合質(zhì)量比的Sr0.7La0.15Ce0.15Fe11.7Zn0.3O19/PAn復(fù)合材料。用X射線(xiàn)衍射儀（XRD）、傅立葉紅外光譜分析儀（FTIR）

3、、熱分析儀（DSC-TGA）、掃描電鏡（SEM）對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)、微觀形貌及樣品形成過(guò)程進(jìn)行了表征。用圓柱體法測(cè)量了樣品的室溫電導(dǎo)率。用微波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（AV3620型）測(cè)試了樣品的電磁參數(shù)，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算了樣品的微波吸收系數(shù)和電磁損耗因子，從理論上分析了電磁損耗機(jī)制。 XRD分析表明，制備的Sr0.7La0.3-xCexFe11.7Zn0.3O19樣品具有M型磁鉛石結(jié)構(gòu)，但存在少量的α-Fe2O3雜相。SEM分析表明，Sr0

4、.7La0.15Ce0.15Fe11.7Zn0.3O19粒子形貌不規(guī)則，呈現(xiàn)六角片狀特征，粒子尺寸約為100nm左右。復(fù)合材料的XRD、FTIR與SEM分析表明，在Sr0.7La0.15Ce0.15Fe11.7Zn0.3O19/PAn復(fù)合材料樣品中，聚苯胺包覆于鍶鐵氧體表面。 電導(dǎo)率測(cè)量結(jié)果表明，Sr0.7La0.3-xCexFe11.7Zn0.3O19樣品的電導(dǎo)率處于半導(dǎo)體范圍，但電導(dǎo)率低；Sr0.7La0.15Ce0.15F

5、e11.7Zn0.3O19/PAn復(fù)合材料樣品電導(dǎo)率處于半導(dǎo)體范圍，但隨著鍶鐵氧體的聚合質(zhì)量比的增加先升高后減小。 電磁參數(shù)及微波吸收測(cè)試表明，x=0.15的Sr0.7La0.3-xCexFe11.7Zn0.3O19微波吸收效果最好，當(dāng)樣品的厚度為2.00mm時(shí)，吸收峰值為12.3dB，10dB以上頻帶寬度達(dá)2GHz。Sr0.7La0.15Ce0.15Fe11.7Zn0.3O19/PAn復(fù)合體系的微波吸收性能較Sr0.7La0.

6、15Ce0.15Fe11.7Zn0.3O19有較大提高。鹽酸摻雜聚苯胺在厚度為3.2mm時(shí)于10.1GHZ處具有吸收峰值32dB，大于10dB的吸收帶寬為3.3GHZ。當(dāng)鐵氧體聚合質(zhì)量比為400％時(shí)，復(fù)合材料的微波吸收性能最佳，從吸收系數(shù)隨頻率的變化的趨勢(shì)看，當(dāng)復(fù)合樣品厚度為2.6mm，吸收峰值接近40dB，峰值頻率高于12.4GHz，大于10 dB吸收帶寬預(yù)計(jì)達(dá)到5.5GHz。 理論分析表明，Sr0.7La0.3-xCexFe