鐵氧體基復(fù)合材料的制備及其吸波性能的研究.pdf

1、近年來，隨著電磁技術(shù)的廣泛應(yīng)用，電磁波產(chǎn)生的輻射、干擾也日益嚴(yán)重，從而要求開發(fā)性能良好的電磁吸收材料來衰減有害的電磁波能量。理想的電磁吸收材料要求滿足厚度薄、質(zhì)量輕、吸收頻帶寬、吸收能力強(qiáng)的特征，并且具備耐高溫、抗氧化、結(jié)構(gòu)功能一體等多重功能。因此，迫切需要在對傳統(tǒng)吸波材料改進(jìn)優(yōu)化的同時，竭力探索新型吸波材料并研究新的吸波機(jī)理是當(dāng)前吸波材料研究的焦點(diǎn)。鐵氧體是一種傳統(tǒng)的吸波材料，它不僅具有介電損耗又具有磁損耗。鐵氧體這些優(yōu)異的性能使其有

2、望滿足理想的吸波材料的上述要求，是一種有巨大開發(fā)潛力的吸波材料。但是鐵氧體單獨(dú)使用時由于阻抗失配，使其吸波性能較差。通過與其它類型的吸波材料復(fù)合或者在鐵氧體中加入其它吸波介質(zhì)組成復(fù)合吸收劑，可以有效改善電磁參數(shù)使其達(dá)到阻抗匹配。本文將鐵氧體與其它兩類型的吸波材料復(fù)合構(gòu)筑了鐵氧體的三元復(fù)合材料。除此之外，向鐵氧體中加入其它吸波介質(zhì)組成二元復(fù)合材料，并且研究了其吸波性能。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過化學(xué)氧化原位聚合法成功制備了PA

3、NI/CoFe2O4/PVDF三元復(fù)合材料。電磁參數(shù)研究表明，PANI/CoFe2O4/PVDF三元復(fù)合材料的吸波性能優(yōu)于 PANI/CoFe2O4的吸波性能，揭示了引入PVDF，不僅使更多的電磁波透過、而且增大了界面效應(yīng)，有利于電磁波的吸收。PANI/CoFe2O4/PVDF三元復(fù)合材料的最大吸收位于7.6GHz，為-57.7dB，-10dB以下的吸收頻帶寬度為3.4GHz(6.5-9.9GHz)，相應(yīng)的匹配厚度為4mm。⑵采用固相法

4、制備Ba0.4Sr0.6TiO3粉末，其次通過化學(xué)氧化原位聚合法制備 PANI/CoFe2O4/Ba0.4Sr0.6TiO3三元復(fù)合材料。研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)CoFe2O4:Ba0.4Sr0.6TiO3為0.1:0.9時得到的PANI/0.1CoFe2O4/0.9Ba0.4Sr0.6TiO3三元復(fù)合材料的反射損耗達(dá)到最大為-30.2dB，位于5.6GHz，-10 dB以下的吸收頻帶寬度為2.6 GHz(4.2-7.8 GHz)，相應(yīng)的匹配厚度為

5、3mm。結(jié)果表明可以通過調(diào)節(jié)CoFe2O4和Ba0.4Sr0.6TiO3之間的比例來調(diào)節(jié)介電損耗和磁損耗之間的阻抗匹配。⑶采用溶膠凝膠法制備Ba3Co2Fe24O41粉體，其次通過化學(xué)氧化原位聚合法制備 PANI/CoFe2O4/Ba3Co2Fe24O41三元復(fù)合材料。結(jié)果表明：PANI/CoFe2O4/Ba3Co2Fe24O41三元復(fù)合材料的最大吸收位于10.5 GHz，為-30.5 dB，-10 dB以下的吸收頻帶寬度為1.2 GH

6、z，相應(yīng)的匹配厚度為3mm。揭示了引入Ba3Co2Fe24O41有利于介電損耗和磁損耗之間的阻抗匹配。⑷采用熔鹽法制備六角片狀BaFe12O19粉體，同時使用溶膠凝膠法制備ZnO粉末，最終采用流延法工藝制備層狀ZnO/BaFe12O19厚膜。研究結(jié)果表明：ZnO/BaFe12O19厚膜具有多個反射損耗峰，通過調(diào)節(jié) ZnO和BaFe12O19之間的比例可以改變反射損耗強(qiáng)度，當(dāng)ZnO:BaFe12O19為15:85時， ZnO/BaFe12

7、O19厚膜最大吸收為-48.6dB。⑸采用流延工藝制備RGO/BaFe12O19和Ti3C2/BaFe12O19厚膜。構(gòu)成了復(fù)雜的三維有序網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，研究了它們的電磁性能，揭示了石墨烯(RGO)和類石墨烯結(jié)構(gòu)的 Ti3C2對電磁吸波性能影響的機(jī)理。RGO/BaFe12O19復(fù)合材料，當(dāng)厚度為3mm時，反射損耗達(dá)到-34.6dB，有效吸波頻帶寬度為5.6GHz(從5.7-7.6 GHz，從7.6-15.8 GHz)。Ti3C2/BaFe12