化学共沉淀法制备的纳米Ni0.5Zn0.5CexFe2-xO4铁氧体微波吸收特性研究

采用化学共沉淀法制备了纳米Ni0.5Zn0.5CexFe2-xO4(x=0,0.005,0.01,0.015)铁氧体吸波材料,用AV3618型微波矢量网络分析仪测试了样品在8.2～12.5GHz范围内的微波吸收特性,实验结果表明:稀土元素铈的含量影响材料的吸波性能,当x=0.01时, 纳米Ni0.5Zn0.5CexFe2-xO4铁氧体的吸波性能最佳.对于Ni0.5Zn0.5Ce0.01Fe1.99O4铁氧体吸波材料,当涂层厚度为1mm时,在测试频段内有三个吸收峰,在8.8GHz处,其最大吸收衰减量为15.4dB,10 dB以上带宽达3.8GHz,适量掺杂稀土元素铈是提高镍锌铁氧体吸波材料性能的一种有效途径.     

碳纳米管/镍铁氧体涂层的吸波性能及吸波机理

采用柠檬酸络合物形成的溶胶凝胶制备了镍铁氧体,并将所得镍铁氧体与碳纳米管混合均匀,得到不同碳纳米管质量分数的复合材料。采用微波矢量网络分析仪测量了复合材料的电磁参数,根据电磁参数研究了1mm厚涂层在2~18GHz频段的微波反射率。结果表明:复合材料的吸波性能明显优于单纯的镍铁氧体材料,而且复合材料中碳纳米管含量对吸波性能有明显的影响。对于厚度为1mm的薄涂层,当碳纳米管的质量分数为20%时,涂层具有最优的吸波性能,最大吸收峰值达-14.02dB,小于-10dB的有效带宽达3GHz;然后通过电损耗功率密度分析了复合材料的微波吸收机理,并给出了厚度为1mm的薄涂层,当其中的碳纳米管含量为20%时,吸波效果最佳的理论解释。     

天然尖晶石型铁氧体(铁砂)基复合吸波涂料特性研究

天然尖晶石型铁氧体（铁砂）与聚氨脂粘结剂制成的吸波涂料在7～12GHz频段有两个吸收峰，涂层厚度1．25mm时，吸收量5．2～8．5dB，在基础吸波材料(铁砂)中添加尖晶石型铁氧体、顺磁性稀土材料和六角铁氧体制成复合吸波涂料，使其吸收量达18～25aB，匹配厚度1．1～1．2mm，两吸收峰间距＞4．4GHz，它加工简单，价格低廉。     

尖晶石型纳米铁氧体的制备与吸波性能

采用柠檬酸盐溶胶凝胶法制得尖晶石型纳米钴镍锰锌铜铁氧体,通过原子吸收光谱仪测定元素组成,XRD、透射电镜、网络分析仪研究矿物组成并研究其颗粒形貌与吸波性能。试验表明:所得产物为尖晶石立方晶系铁氧体;其中铁元素易于被钴取代,形成CoFe2O4;而Mn、Zn、Cu、Ni趋向于互相掺杂形成固溶铁氧体。铁氧体的平均粒径为50nm。采用网络分析仪研究了5~7GHz,9~11GHz,15~18GHz内铁氧体的吸波性能:尖晶石型立方晶系纳米铁氧体具有良好的微波吸收性能;适量提高锰、锌等掺杂元素含量,有助于提高材料的吸波性能。     

镍锌铁氧体的制备及其吸波性能的研究

利用溶胶直接自蔓延反应制备了镍锌铁氧体纳米粉末，采用XRD分析了其结构。以聚乙烯醇为基体（PVA）制备了炭黑，镍锌铁氧体复合材料吸波平板；采用矢量网络分析仪测量了其在2～18GHz频带上的吸波性能。结果表明：具有双层结构的炭黑，镍锌铁氧体复合材料具有较好的吸波效果，试样厚度为3mm；当面层镍锌铁氧体的质量分数为40％，底层炭粉的质量分数为20％时，在8～18GHz的测试频段范围内，复合材料最大吸收峰值为-15．7GHz，优于-6dB的有效带宽为6．4GHz；当底层炭粉的质量分数为15％时，复合材料最大吸收峰值为-13．6GHz，优于-6dB的有效带宽为8．2GHz。     

掺铁氧体和石墨水泥基复合材料吸收电磁波性能

研究了添加铁氧体和石墨水泥基复合材料(F/G/C)的吸波性能。通过改变铁氧体、石墨的配比,分析了影响该材料电磁吸收效能的主要因素,并探讨了其影响机制。结果表明:石墨添加量20 vol%时材料出现逾渗现象,逾渗区内介电损耗有较大值;0.5～4 GHz范围内影响吸收深度的最主要因素是石墨,影响吸收宽度的最主要因素是铁氧体,最佳水平组合为20 wt%60μm铁氧体、10 wt%250μm铁氧体、30 vol%石墨,吸收深度可达-32 dB且明显优于单组分复合;吸收主要机制是磁损耗,石墨的加入改善了材料空间波阻抗。     

Ni/RGO复合材料的制备及其吸波性能的研究

利用水热还原法在石墨烯(RGO)表面负载磁性金属Ni粒子,通过XRD、FT-IR、拉曼、SEM对其物相、形貌等进行表征分析。结果表明,通过水热原位还原法,直径约100nm的Ni粒子被均匀负载到RGO表面,成功制备了镍负载石墨烯(Ni/RGO)复合材料。利用矢量网络分析仪对其吸波性能进行检测,结果表明,样品1(0.25mmolNi负载RGO)表现出了优异的吸波性能,在吸波涂层厚度为4.5mm,吸波频率为7.2GHz时,最佳反射损耗为-55.9dB,其有效吸波宽度为5.8~9.2GHz。Ni/RGO复合材料是一种很有前途的具有低密度、强吸收、宽频带、厚度薄的微波吸收材料。     

基于超材料设计的钡铁氧体吸波涂层研究

本工作设计了一种基于超材料结构的钡铁氧体吸波涂层,分析了超材料的结构设计对钡铁氧体涂层吸波性能的影响,并对涂层的吸波机理进行了研究和讨论。通过仿真发现,钡铁氧体涂层经超材料设计改进后,吸波性能得到大幅增强,改进后的钡铁氧体涂层存在最佳的匹配厚度2.5mm和电阻膜方块电阻值70Ω/,此时涂层的吸收带宽最大,并存在两个吸收峰,在8～18GHz频段内反射损耗都小于-10dB。钡铁氧体通过超材料设计改进后,吸波性能得到极大改善。     

螺旋形碳纤维结构吸波材料的制备及其吸波性能研究

用基板法以乙炔为碳源,镍板为催化剂,PCl3为助催化剂,通过化学气相沉积制备了螺旋形碳纤维手性吸收剂,并研究了其在2～18GHz的微波电磁特性:具有较高的介电损耗,电磁参数随频率的增大有减小的趋势,有利于实现宽频吸波。以螺旋形碳纤维作为吸收剂制备了Nomex蜂窝夹芯结构吸波材料,复合材料的厚度为9.5mm时,在3.76～18GHz反射率R<-10dB,反射率<-10dB的频宽为14.24GHz;最大吸收峰在10.4GHz,反射率R为-21.62dB。探讨了螺旋形碳纤维的吸波机理,螺旋形碳纤维是一种非常有发展前景的手性吸收剂和吸波材料。     

掺杂不同稀土氧化物对Ni-Zn铁氧体/泡沫铝材料吸波性能的影响

为了研究掺杂不同的稀土氧化物对Ni-Zn铁氧体/泡沫铝材料吸波性能,在泡沫铝表面涂覆了单一Ni-Zn铁氧体和掺杂质量分数为1%的不同稀土氧化物(三氧化二镝、氧化铈、三氧化镧)及其三者混合粉的Ni-Zn铁氧体复合粉,利用GJB 2038-94"雷达吸波材料反射率测试方法"中的雷迭截面(RCS)法对材料微波反射率进行了测量,扫描电镜(SEM))对吸波剂的形貌进行了分析.结果表明,在12～18GHz和26.5～40GHz频段内,各样品的吸收量均随着频率的增加而增加,添加稀土氧化物后的复合材料的吸波性能明显提高;因此,泡沫铝表面涂覆添加稀土氧化物的Ni-Zn铁氧体的复合粉,可以进一步改善其吸波性能.     

羰基铁/三元乙丙橡胶复合材料的吸波性能

为了探明吸波材料的厚度、吸收剂的含量与吸波性能之间的关系,以羰基铁为吸收剂、三元乙丙橡胶为基体制备了复合橡胶吸波材料,采用矢量网络分析仪研究了在2.6~18 GHz范围内羰基铁含量和吸波材料厚度对吸波性能的影响,并利用电磁理论分析了吸波材料的吸波性能.对于3 mm吸波材料,当羰基铁体积分数为45%时,在3.5 GHz处其反射率的最小值达-21.7 dB;在羰基铁含量一定的条件下,微波吸收性能与吸波材料的厚度并不成正比关系,当厚度<2 mm时,吸波材料的吸波效果较差;当厚度>2 mm时,随着吸波材料厚度的增加,最大吸收峰的位置向低频移动,并且最大吸收峰的峰值和指定反射率的频率带宽也呈减小的趋势.在相同厚度下,随着羰基铁含量的增加,吸波材料在电磁波吸收峰处的反射率不断减小,而且吸波材料吸收峰的位置也向低频移动;输入阻抗与空气阻抗越接近,吸波材料的吸波性能越好.     

Enhanced microwave absorption performance of graphene/doped Li ferrite nanocomposites

In the present study, Microwave absorbing Li-Sr, Li-Co ferrite nanoparticles and RGO/Li-Sr, RGO/Li-Co ferrite nanocomposites containing Li ferrite and reduced graphene oxide (RGO) were synthesized to further improve the microwave absorption performance of Li ferrite nanoparticles (LiFe₅O₈). The Li-Sr and Li-Co nanoparticles were synthesized by thermal treatment method, the RGO/Li-Sr and RGO/Li-Co nanocomposites were obtained by a polymerization method and were characterized by different techniques. The electromagnetic wave absorption properties of the samples were evaluated by vector network analyzer (VNA) in the frequency range of 2–18 GHz. The magnetic and dielectric loss, impedance matching, and electromagnetic wave absorption of the samples are significantly improved through the addition of RGO. Experimental results revealed that the RGO/Li-Co nanocomposite considerably increased microwave absorption. The minimum reflection loss (RL) of RGO/Li-Co also was found to reach −46.80 dB at the thickness of 3 mm and the effective absorption bandwidth (≤-10 dB) amounted to 6.80 GHz (from 10.52 to 17.32 GHz), which was much higher in comparison with pure Li and Li-Co ferrites nanoparticles. Due to the synergistic effect between magnetic loss and dielectric loss and the good impedance matching, the RGO/Li-Co nanocomposite may be regarded as a new candidate for microwave absorbing materials characterized with a broad effective absorption bandwidth at thin thicknesses.     

M型钡铁氧体制备及吸波特性研究

为进一步研究M型铁氧体的吸波性能,以硝酸铁、硝酸钡为原料,采用溶胶凝胶自蔓延法,制备了M型钡铁氧体纳米粉.借助XRD、TG-DTA、SEM、矢量网络分析仪对铁氧体材料的晶体结构、凝胶热分解过程、表面形貌及微波吸收特性进行了研究,同时根据传输线原理,通过理论计算预测了材料的最佳匹配厚度.研究表明:所制得的铁氧体为晶相单一的M型钡铁氧体,频率在6～18GHz,预测最佳匹配厚度为0.35cm,最小反射损耗达-13.5dB,反射损耗小于-10dB的带宽为0.7GHz,说明M型钡铁氧体具有电磁波吸收效应.     

铁氧体与水泥复合吸波材料的研究

以碳酸锰、氧化锌和氧化铁为原料,经球磨、煅烧得到锰-锌铁氧体,然后与水泥复合制得水泥基复合吸波材料,研究铁氧体吸波剂掺量、胶凝材料品种和试样表面形状对复合材料吸波性能的影响及其力学性能.结果表明:铁氧体在水泥材料中较稳定,其用量和复合材料的表面形状对吸波性能均有较大程度的影响;在8～12.5GHz频率范围内,掺35%铁氧体的水泥基复合材料的反射率基本上都＜-6dB,而粗糙面试样的反射率均＜-7dB,最小反射率达-10.5dB;其28d强度与纯水泥样品相比约有下降.     

Magnetic ferrite/carbonized cotton fiber composites for improving electromagnetic absorption properties at gigahertz frequencies

Ferrite/carbon composited materials,especially the bio-derived composited materials possessing both environmental friendliness and outstanding microwave absorption performance,attract numerous attentions for solving the"electromagnetic problem"in the Gigahertz frequency range.In this work,we demonstrate a bio-derived ferrite/carbon material by compositing functional carbonized cotton fibers(CCFs)and Fe3O4 nanoparticles with optimized microwave-absorption properties.By adjusting the carbonization conditions systematically,the Fe3O4 loading contents and the microwave absorption properties can be varied simultaneously-and,indeed,optimized and tuned.The CCFs-Fe3O4 composites exhibited a minimum reflection-loss capacity RL(dB)of-56.8 dB at 10.9 GHz with a thickness of 1.67 mm,and its effective absorption bandwidth(RL(dB)＜-20 dB)was found to broaden to 7.1 GHz.Electromagnetic characterizations,coupled with microstructure analyses,revealed that the enhancement in microwave absorption was triggered by the different microstructures of CCFs-Fe3O4 composites-attributable to the different carbonization processes.These different conditions result in different amounts of Fe3O4 attachment sites and lead to the enhancement of dielectric polarization at localized microstructures.The present work of bio-derived ferrite/carbon materials has important implications in understanding structure-performance relationships in dielectric-magnetic materials,and,meanwhile,could well be extended to a microwave-absorber design approach.     

SiC吸收剂电磁参数及吸波性能研究

采用HP-8510B微波矢量网络分析仪测试了超细SiC、SiC晶须和纳米SiC的电磁参数,并对三者的电磁参数进行了比较,结果表明粒径较小的纳米SiC的电磁参数在大部分所测试频段上均高于其余二者.根据电磁波传输线理论计算了3种SiC吸收剂的反射率曲线,发现纳米SiC的吸波性能明显优于超细SiC和SiC晶须.纳米SiC吸收剂的吸收峰随着厚度的增加而增大,谐振频率随着厚度的增加而向低频转移.纳米SiC吸收剂在涂层厚度为5.0mm时,吸收峰值可达-8.45dB,谐振频率为7.12GHz,小于-5dB的频宽为1.8GHz.     

Influence of Ho substitution on structural, magnetic and microwave absorption properties of PbM-type hexaferrites nanoparticles

Ho substituted lead hexaferrites, PbCo_0.5Sn_0.5Ho _x Fe_11?x O₁₉ (x = 0.00–0.75) were successfully prepared by a citrate combustion process. Saturation magnetization and coercivity were measured from MH-loops taken on vibrating sample magnetometer. X-ray analysis reveals that in all samples M-type structure exist with few secondary phases. The results of X-ray diffraction analysis show that the particle size is inversely related to the dopant content. Microwave absorption properties of the nanocrystalline lead ferrite (PbCo_0.5Sn_0.5Ho _x Fe_11?x O₁₉) for single-layer investigated in a frequency range of 2–18 GHz. Results indicated that the substituted Ho can greatly improve the microwave absorption properties of PbCo_0.5Sn_0.5Fe₁₁O₁₉ hexaferrites. For sample with x = 0.75, a minimum reflection loss of ?33 dB was obtained at 16.5 GHz for a layer of 1.8 mm in thickness. The microwave absorption performance of PbCo_0.5Sn_0.5Ho_0.5Fe_10.5O₁₉ ferrite gets significant improvement: The bandwidth below ?15 dB expands from 12 to 16.5 GHz, and the peak value of reflection loss decreases from ?18 to ?37 dB. The minimum reflection loss reaches ?34.2 dB when the substitution amount of the Ho³⁺ ions is 0.25. Also results show that the peak positions of the minimum reflection loss shift toward higher frequency band.     

利用碳纤维毡制备结构吸波材料的研究

将经过表面处理的碳纤维毡和环氧树脂复合, 加入碳黑、金属粉末、铁氧体等填料制备出一种新型结构吸波材料。该材料面密度小于5. 2 kg/m2。在8～ 18 GHz 波段最大反射衰减为- 13. 37 dB, 反射率小于- 10 dB 的频率带宽接近于雷达工作的全频带, 达到了实用水平。采用电磁散射理论对材料的吸收机理进行了探讨。      

改性羰基铁粉-氯丁橡胶复合薄膜吸波特性研究

采用乙烯基三甲氧基硅烷偶联剂对羰基铁粉94RC进行表面包覆改性,制备了不同厚度的改性羰基铁粉-氯丁橡胶复合薄膜.实验表明,单层复合薄膜厚度为1.58、面密度为3.30kg/m2时,吸收率超过-8dB的合格带宽达到5.2GHz,增加单层膜的厚度,可以使最大吸收峰值向高频移动,并使吸收频带增宽.根据电磁波传播特性和阻抗匹配原理设计并制备了由透波层、过渡吸收层、强磁损耗层组成的厚度0.64、面密度0.71kg/m2的3层复合薄膜,其最大吸收率为-13.45dB,吸收率超过-8dB的合格带宽5.51GHz.