六角鐵氧體顆粒生長及毫米波性能研究.pdf

1、M型鋇六角鐵氧體具有強單軸各向異性，高自然共振頻率以及高飽和磁化強度等優(yōu)異的性質(zhì)，使其可以很好地應(yīng)用于毫米波段（26.5-40GHz）。本文主要采用水熱法合成M型鋇六角鐵氧體顆粒，引入了不同氧化劑控制氧化過程，進而對整個水熱合成反應(yīng)過程進行研究。本文主要研究了氧化劑、堿濃度對于反應(yīng)的影響，以及不同反應(yīng)過程對產(chǎn)物形貌的調(diào)控性，進而研究了產(chǎn)物的毫米波電磁特性。通過對產(chǎn)物成分、形貌以及毫米波電磁特性研究得出以下結(jié)論：
　　1.弱氧化劑K

2、NO3作用下，高溫高壓水熱條件激發(fā)了硝酸根與亞鐵離子的氧化還原耦合反應(yīng)，通過對體系氧化能力的控制，實現(xiàn)了在不同堿濃度下均能制備出六角形貌完好、尺寸均勻、結(jié)晶化完善的純的單相M型鋇六角鐵氧體。強氧化劑H2O2作用時，氧化反應(yīng)發(fā)生于前驅(qū)液配置過程，劇烈的氧化過程一方面會導(dǎo)致最終產(chǎn)物中存在α-Fe2O3雜相，酸洗可以進行產(chǎn)物提純；另一方面使得M型鋇六角鐵氧體形貌遭到的嚴(yán)重破壞，顆粒邊界出現(xiàn)大量缺陷。
　　2.直接以三價鐵離子為原料進行水

3、熱合成反應(yīng)，沒有氧化過程參與，反應(yīng)機理發(fā)生改變，制備出的產(chǎn)物形貌隨著堿濃度的增高而變薄，在超高堿性環(huán)境下，通過抽濾，可以實現(xiàn)產(chǎn)物以面平鋪的方式取向排列，以“柔性紙”形式存在。通過反應(yīng)過程改變實現(xiàn)了形貌的可調(diào)控。
　　3.根據(jù)氧化能力強弱，提出了以亞鐵離子為原料水熱合成M型鋇六角鐵氧體的多步反應(yīng)過程：氧化反應(yīng)合成出α-Fe2O3，α-Fe2O3作為必須中間產(chǎn)物進一步水熱合成M型鋇六角鐵氧體。氧化性不足時，氧化過程進行不充分，產(chǎn)物中會

4、出現(xiàn)Fe3O4雜質(zhì)相；氧化性過強時，氧化反應(yīng)速率過快，一部分中間相α-Fe2O3成核后會迅速長大從而不能進一步反應(yīng)而作為雜質(zhì)相存在。
　　4.六角片狀形貌良好的M型鋇六角鐵氧體的鐵磁共振頻率在40GHz以上，通過復(fù)合Fe3O4與α-Fe2O3雜質(zhì)相，可實現(xiàn)向低頻移動，并且反射損耗在吸收層2mm時，最大可以達到-19.7dB，有效吸收范圍（超過-10dB）為32.4GHz-40GHz，實現(xiàn)了7.6GHz的寬帶吸收效果。強氧化劑作用下