基于自反应喷射成形技术制备Mn-Zn铁氧体片状吸波剂

以Fe+MnO_2+Fe_2O_3+ZnO为反应体系,采用自反应喷射成形技术成功制备了Mn-Zn铁氧体片状吸波剂。计算了反应体系的焓值和体系的绝热燃烧温度Tad,研究分析了片状锰锌铁氧体的形成机制。采用SEM和XRD分析了吸波剂的形貌和成分。结果表明,体系Tad为2 055K,满足自蔓延反应的条件,且大于反应产物熔点,保证了反应产物以熔滴形式撞击基板实现扁平化。制备的吸波剂大部分颗粒呈片状,长约150μm,厚约20μm,由Mn0.5Zn0.5Fe2O4相和少量Fe2O3相组成。利用网络矢量分析仪测定其在0.5~18GHz频段内的电磁参数,吸波剂在16GHz附近存在一个吸收峰,峰值最高达-14dB,低于-10dB的频率带宽达5GHz,吸波性能较好,具有一定应用价值。     

Ti3C2Tx/Fe3O4纳米复合材料的吸波和电磁屏蔽性能与机制

在电磁屏蔽领域,铁氧体是常用的涂覆型吸波剂,但以Fe₃O₄为首的铁氧体存在一些不足。本研究采用冷冻干燥的方法成功制备了花苞状Ti₃C₂T_x/Fe₃O₄复合材料,Ti₃C₂T_x/Fe₃O₄复合材料的花苞状结构对电磁波的多重反射、界面极化和电磁耦合作用等使复合材料具有更好的微波吸收性能。当频率为6.74 GHz时,最小反射损耗达到-51.41 dB,对应的匹配厚度为2.8 mm,这意味着它可以吸收99.999 28%的电磁波。本研究中特殊的花苞状Ti₃C₂T_x/Fe₃O₄复合材料表现出优异的吸波性能,在电磁屏蔽领域具有良好的应用前景。     

钡铁氧体/石墨烯/二氧化硅柔性复合材料吸波性能的研究

随着信息化时代的快速发展,各种各样的电子产品也被广泛地应用到生活与工作中,伴随其而来的电磁污染也成为日益严重的问题,具有“薄、轻、宽、强”的吸波材料得到了广泛的关注。采用机械混合法将钡铁氧体(BaFe₁₂O₁₉)、石墨烯（graphene）、二氧化硅（SiO₂）进行混合,制备多元复合吸波剂,以水性聚氨酯为粘结剂,使用流延工艺制备多元复合吸收剂涂层织物,并分析其结构、形貌、机械以及吸波性能。结果表明,所制备的柔性吸波涂层织物在吸波剂配比为0.4(BaFe₁₂O₁₉-graphene)-0.6SiO₂、吸波涂层厚度为1.2 mm时,最小反射损耗达到-14.58 dB,有效吸波带宽为0.94 GHz（12.91～13.58 GHz）,具备涂层薄、吸波强度高、吸收频带宽、质量轻的潜质。     

基于纳米镍锌铁氧体以Co2+逐步替代Ni2+制备钴锌铁氧体及吸波性能对比

应用水热法掺杂钴离子到纳米镍锌铁氧体粉末中,制备处纳米镍锌钴铁氧体,继而用钴离子代替镍离子制备钴锌铁氧体.并利用XRD、TEM、VNA对其进行表征和分析,研究了纳米镍锌钴铁氧体和纳米钴锌铁氧体的样品粒度、形貌、电磁损耗性能及吸收性能.结果表明：纳米镍锌钴铁氧体由原先纳米镍锌铁氧体的类球形转变为不规则四边形结构.掺杂钴离子后增加吸收器的带宽, 改善材料在低频率的吸波性能。钴锌铁氧体中当Co²⁺: Zn²⁺=1: 1时,对于电磁波吸收性能比镍锌钴铁氧体要好,在16.47 GHz处到达33.9 dB.     

聚苯胺纳米纤维/锂锌铁氧体复合吸波材料的制备与性能

采用溶胶-凝胶法制备锂锌铁氧体(Li_0.435Zn_0.195Fe_2.37O₄,LZFO),界面聚合法制备纯聚苯胺(PANI)和PANI纳米纤维/LZFO复合材料。通过SEM、XRD、FTIR和矢量网络分析(PNA)等对材料的物相、结构和吸波性能进行了表征和分析。结果表明:制备出的样品分别为PANI、LZFO和不同配比的PANI纳米纤维/LZFO复合材料。在2~18 GHz范围内,PANI纳米纤维/LZFO复合材料的电磁波反射率<-10 dB的波段有2个,吸波性能较纯PANI和LZFO有了很大提高,并且拓宽了吸波频带,当PANI纳米纤维/LZFO复合材料中PANI纳米纤维的质量分数为10%,其综合吸波性能最佳,电磁波反射率<-10 dB的波段分别为2.5~5.5 GHz波段和14.5~16.5 GHz波段,最大吸收峰可达到-33.8 dB。而PANI和LZFO在电磁波反射率<-10 dB的波段只有1个。因此通过PANI纳米纤维接枝铁氧体,可调节电磁参数,提高材料的吸波性能。      

用于高效微波吸收的3D多孔异质界面型NiCo2(CO3)3/RGO气凝胶(英文)

创新的微观结构设计和合适的多组分策略对于具有强吸收和宽有效吸收频带(EAB)的先进电磁吸波材料(EAM)仍然具有挑战性。本文采用简单的水热还原法制备了自组装的3D网络结构NiCo₂(CO₃)₃/RGO(NCR)气凝胶。独特的微观结构和多组分不仅解决了NiCo₂(CO₃)₃颗粒的物理团聚，而且可以调整电磁参数以提高阻抗匹配和衰减能力。界面基体和宏观3D互联网格结构的协同效应可以实现高电磁波吸收(EMA)性能，在2.3 mm处最小反射损耗(RLmin)值为-58.5 dB,EAB为6.5 GHz。NiCo₂(CO₃)₃/RGO气凝胶优异的EMA性能可归因于3D多孔结构的多重反射、散射和弛豫过程以及界面基体的强界面极化。     

漂珠/钡铁氧体/聚苯胺复合材料的电磁性能及吸波机理研究

采用溶胶-凝胶自蔓延燃烧法制备了漂珠/钡铁氧体磁性粉体,并以此为核,再利用原位掺杂聚合法制备出兼具电性能和磁性能的漂珠/钡铁氧体/聚苯胺复合材料。通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、振动样品磁强计(VSM)和矢量网络分析仪(VNA)等表征手段,分析了该材料的微观形貌、结构、电磁性能及吸波性能。结果表明,制备的漂珠/钡铁氧体/聚苯胺复合材料表层呈珊瑚状结构,存在聚苯胺和钡铁氧体的特征衍射峰;复合材料的磁性能随聚苯胺掺杂量的增加而减弱,但吸波性能却随之增强;当吸波层厚度为1.2mm、频率为16.4GHz时,样品的吸收峰值可达-42.94dB。     

石墨烯装载不同含量钴锌铁氧体及其电磁行为对比

以天然鳞片石墨为原料制备氧化石墨(GO), 应用水热法制备钴锌铁氧体(Co_0.5Zn_0.5Fe₂O₄), 并将两者制备成石墨烯(rGO)/Co_0.5Zn_0.5Fe₂O₄复合材料。采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、红外光谱(FT-IR)研究rGO/Co_0.5Zn_0.5Fe₂O₄的结构; 应用透射电子显微镜(TEM)和矢量网络分析仪(VNA)研究不同复合比例对rGO/Co_0.5Zn_0.5Fe₂O₄复合材料形貌、电磁损耗特性、德拜弛豫模型及电磁响应行为的影响。结果表明: 复合反应后的GO在XRD图谱中主衍射峰由2θ=9.74°变化为2θ=24.15°, 且红外光谱图中显示含氧官能团消失, 均说明GO成功还原为rGO。透射电子显微镜图中可以看到Co_0.5Zn_0.5Fe₂O₄嵌布在rGO上。复合反应过程中, 当钴锌铁氧体的含量增大, 分散性逐渐减弱。Co_0.5Zn_0.5Fe₂O₄与GO质量比为2 : 1时制备的rGO/Co_0.5Zn_0.5Fe₂O₄复合材料的吸波性能最佳, 在15.11 GHz处反射率达到最小值-36.89 dB, 有效吸波频带宽为3.74。     

熔融沉积成形锰锌铁氧体/聚乳酸复合材料的力学和吸波性能

3D打印技术在快速制造复杂形状零件方面获得了越来越多的关注。将锰锌铁氧体(MZF)作为增强体填充到聚乳酸(PLA)中，通过球磨混合和熔融挤出法制备出MZF/PLA复合线材，利用熔融沉积成形(FDM)制备出MZF/PLA复合材料。采用XRD、 SEM和矢量网络分析仪对不同复合比例的MZF/PLA复合材料的微观形貌、力学性能和电磁性能进行表征，并计算不同厚度的反射损耗，研究MZF的含量对复合材料吸波性能的影响。结果表明：当MZF含量为10wt%时，MZF/PLA复合材料的拉伸强度相比纯PLA提升了17.6%，随着MZF含量的提升，复合材料的吸波性能随之增强。当MZF的含量达到50wt%，在12.7 GHz处，厚度为7.4 mm时反射率达到最小值-55.3 dB，在厚度为7.9 mm时，有效吸波频带宽为4.5 GHz。因此，基于FDM制备的3D打印MZF/PLA复合材料具有良好的吸波性能和承载能力，是一种非常有前途的3D打印微波吸收材料。     

二氧化锰改性膨胀石墨及其吸波性能研究

膨胀石墨具有优异的各向异性导电性和疏松多孔的蠕虫状结构特征，是极具潜力的新型吸波剂材料。基于此，选取膨胀石墨为基体材料，采用水热法制备了一系列MnO₂改性膨胀石墨吸波剂，并对其微观结构和吸波性能进行研究。结果表明，MnO₂层改善了膨胀石墨的阻抗匹配，有助于介电损耗和磁损耗能力的提升。其中，150℃水热温度下制备的改性膨胀石墨具有最佳的吸波性能，其在厚度为1.14 mm时，最低反射损耗值为-50.01 dB;调整其厚度至1.86 mm时，最大有效吸收带宽可达5.12 GHz。     

Ti(C,N)材料的研究进展

分别介绍了Ti(C,N)陶瓷材料、Ti(C,N)基金属陶瓷材料和Ti(C,N)基复相陶瓷材料的组织结构、性能、优势及其制备方法。Ti(C,N)陶瓷材料的制备方法主要有气相沉积法、激光熔覆法和自反应喷涂法,Ti(C,N)基金属陶瓷材料的制备方法主要有粉末冶金法和自蔓延高温合成法,Ti(C,N)基复相陶瓷材料的制备方法主要有自反应喷射成形法和自反应喷涂法。最后介绍了Ti(C,N)材料的应用及其应用的局限性。     

高能球磨法制备Mn-Zn铁氧体材料的研究

以Fe2O3、Mn3O4和ZnO为原料,采用高能球磨法成功制备了Mn-Zn铁氧体,并利用XRD、SEM以及VSM等测试技术对样品进行了表征.研究了预烧温度对铁氧体相的形成过程以及烧结铁氧体材料的显微结构和磁性能的影响.结果表明,随着预烧温度的升高,预烧粉体的颗粒尺寸逐渐增大,起始磁导率和饱和磁化强度均呈现先增大后减小的趋势.适宜的预烧温度为850℃,高于或低于此温度,烧结铁氧体材料的显微结构和磁性能都会恶化.     

喷射成形技术制备高性能铝合金材料

采用喷射成形技术制备了过共晶Ａｌ－Ｓｉ系高强耐磨铝合金和Ａｌ－Ｚｎ系（７０００系）超高强铝合金,并对上述喷射成形材料的组织、性能进行了研究。结果表明,喷射成形材料与传统铸造材料或铸造变形加工材料相比,基本组织被显著细化、析出相尺寸更为细小且分布更加均匀、各种析出相的宏观和微观偏析得到了有效控制,从而使其各项力学性能得到了明显的提高。还同时介绍了上述喷射成形高性能铝合金在工业发达国家中的大规模应用情况,以及我国的应用开发现状。     

铝对自反应原位合成复合陶瓷坯件组织结构及性能的影响

分别以Ti-B₄C-C体系和Ti-B₄C-C-Al体系复合粉为反应原料, 利用自反应喷射成形技术制备Ti(C,N)-TiB₂基复合陶瓷坯件. 利用XRD、SEM、EDS、TEM等方法, 研究分析了向喷射体系中加入5wt%金属Al对喷射沉积坯件组织结构、主要力学性能的影响及其原因. 结果表明, Ti-B4C-C体系的喷射沉积坯件主要由TiC_0.3N_0.7和TiB₂主相及TiO₂副产物相组成, 其致密度、维氏硬度、弯曲强度、断裂韧性等性能分别为97.2%、17.3GPa、387MPa、6.0MPa·m^1/2; 喷射体系中添加5wt%金属Al后, 喷射沉积坯件的主相仍为TiC_0.3N_0.7和TiB₂, 但副产物相中不含有害相TiO₂, 而增加了对复合材料有益的A_l2O₃与Ti₃Al相, 坯件内TiB2颗粒长径比增大, 出现大量长棒状晶, 并使坯件的致密度、维氏硬度、弯曲强度、断裂韧性等性能也分别提高到97.7%、20.6GPa、425MPa、7.3MPa·m^1/2.可见金属Al的添加可有效抑制喷射过程中Ti的氧化, 明显改善喷射沉积坯件的综合力学性能.     

Mn_(0.2)Zn_(0.8)Fe_(2-x)Ce_xO_4铁氧体纤维的制备、结构及其磁性能

以柠檬酸和金属盐为原料,采用有机凝胶-热分解法成功制备了Mn0.2Zn0.8Fe2-xCexO4(x=0~0.04)系列铁氧体纤维。通过XRD、SEM和VSM等技术对产物进行了表征,研究了Ce3+掺杂对Mn-Zn铁氧体纤维的结构,微观形貌及磁性能的影响。结果表明,所制得的纤维轴向较为均匀,长径比较大,直径在0.5~3.5μm之间,组成纤维的晶粒平均尺寸为11.6~12.8nm。Ce3+掺杂没有引起Mn0.2Zn0.8Fe2-xCexO4纤维结构的明显变化,仍为单一的立方尖晶石结构,但晶格常数和晶粒粒径随Ce3+掺入量的增加而略微增大。Ce3+掺杂使Mn-Zn铁氧体纤维的饱和磁化强度增大,矫顽力下降,软磁性能有所提高。     

纳米二氧化锰散射截面对炭黑电磁性能的影响

为了改善单一吸收剂对电磁波的吸收性能并有效拓宽吸收频段,采用纳米二氧化锰掺杂炭黑制备了一种新型的复合吸收剂,并对吸收剂的TEM颗粒形貌,介电特性和微波吸收性能进行了研究.结果表明:炭黑属于电阻型损耗介质,主要呈球形多孔状;二氧化锰属于介电损耗介质,其特殊的条形片状结构增加了电磁波在基体内的散射截面和反射次数,从而增大了复合吸收剂的消光截面,改善了炭黑的微波吸收性能.     

不同配系自反应喷射成形复相陶瓷坯件的组织与性能

以化学反应摩尔比配制的Ti-B₄C-C（以蔗糖为前驱体）为基础体系, 再分别添加5wt%Al、 5wt%Al＋20wt%Al-Ni、 5wt%Al＋20wt%Cu-Ni组成4种反应体系, 进行自反应喷射成形Ti(C,N)-TiB₂基复相陶瓷坯件试验, 研究比较4种反应体系喷射沉积坯件的组织与性能特点。研究发现, 4种坯件的组织结构均表现为以Ti(C_x, N_y)-TiB₂为主相, 以其它产物为副相的特点, 且微/纳米尺度的TiB₂棒晶弥散分布在Ti(C_x, N_y)基体相内, 其它副相则不规则地散布于整个坯件之中, 此外坯件内部均不同程度地存在孔隙。Ti-B₄C-C-Al体系的喷射沉积坯件硬度最高, 这与其主相所占比重较大并存在Al₂O₃等硬质相有关; Ti-B₄C-C-Al＋Cu-Ni体系的喷射沉积坯件的致密度和弯曲强度最低, 这与喷射过程中碳的氧化损失严重, 碳氮化钛中氮含量与其它副产物相增多有关; Ti-B₄C-C-Al＋Al-Ni体系的喷射沉积坯件的致密度、弯曲强度和断裂韧性最高, 这是由于该坯件内除存在裂纹偏转与裂纹被钉扎外, 还出现了微裂纹增韧机制。      

喷射轧制Fe-4.5%Si硅钢片的组织和性能

采用喷射成形和轧制工艺制备了厚度为0.5mm的Fe-4.5%Si高硅钢片，并对其密度、显微组织和电磁性能进行了测试分析，研究结果表明：在最佳的喷射成形和轧制工艺条件下，所制备硅钢片的磁感应强度B25为1.544T、B50为1.641T；铁损P1050为1.437W/kg、P1550为3.43W/kg，说明喷射成形轧制技术可以制备出高磁感应强度、低铁损的高硅钢片。     

Magnetic, dielectric, and complex impedance properties of nanocrystalline Mn-Zn ferrites prepared by novel combustion method

The electromagnetic and micro-structural properties of nanocrystalline spinel ferrite Mn_xZn_1 − xFe₂O₄ (x = 0.0-1.0) prepared by the novel route of combustion method were investigated. The microstructure and morphology were characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy, respectively. The magnetic properties were measured using vibrating sample magnetometer. The analysis indicates that the permittivity, saturated magnetization and coercivity increase as the content of manganese rises. Further, the analysis of complex impedance spectra by an equivalent circuit model was used to investigate the AC electrical conduction mechanism. The results show that as-synthesized Mn-Zn ferrites with low conductivity and good magnetic properties have excellent potential for applications in electromagnetic devices.     

Al-Zn-Mg-Cu合金半固态成形的研究现状与应用

半固态成形技术为实现Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金"以铸代锻"的目标提供了有效途径。主要综述了Al-Zn-Mg-Cu合金半固态制浆与成形技术、半固态成形合金的成分调控、微观组织结构与性能等方面的研究现状与进展,同时结合笔者所在学术团队的研究经历,对半固态成形件的组织和性能进行了简要分析。详细综述了Al-Zn-Mg-Cu合金半固态制浆和成形方法,着重介绍了环缝式电磁搅拌技术、蛇形通道浇注法及复合式半固态成形技术。进而综述了Al-Zn-Mg-Cu半固态成形合金的成分及微观组织结构调控方面的研究进展,介绍了合金成分调控及热处理工艺优化对性能的积极影响,分析比较了Al-Zn-Mg-Cu合金半固态成形后的微观组织和力学性能的研究现状。最后,对该成形方向的研究和应用现状进行了总结,分析了其需要解决的主要问题,并对其发展方向进行了展望。