Tb掺杂Fe基纳米晶片状微波吸收剂制备

采用气体雾化工艺制备的Tb掺杂Fe合金粉为原料,经高能球磨处理和真空退火处理制备薄片状外形和纳米晶微结构的Tb掺杂Fe基合金吸收剂;选用改性聚氨酯为胶粘剂,以Tb掺杂Fe基合金吸收剂为填料制备了吸波涂层。研究了掺杂稀土元素Tb对合成材料微波电磁特性的影响,并对Tb掺杂的Fe基合金吸收剂的微波电磁参量和吸波性能做了测量和分析评价。结果表明,重稀土元素Tb的掺入能有效调整材料的微波磁导率及其频响特性,有利于获得高微波磁导率和大磁损耗(2GHz处,试样的复磁导率实部μ′和虚部μ″分别达6.1和4.3);基于Tb掺杂的Fe基纳米晶薄片状吸收剂制备的薄层吸波涂料在2～18GHz的微波宽频带具有良好的吸波性能(厚度1mm涂层的全频段吸波性能优于-4.5dB),可以应用于民用抗电磁辐射干扰和军事隐身技术领域。     

聚苯乙烯-磁性吸收剂复合材料微波吸收特性研究

采用铁氧体和铁合金纳米晶材料组成的磁性吸收剂对回收的聚苯乙烯泡沫塑料进行复合电磁改性处理,得到聚苯乙烯-磁性吸收剂复合材料;使用微波矢量网络分析仪系统测量复合材料试样的复磁导率、复介电常数频谱特性及材料标样的电磁波吸收性能。结果表明,随磁性吸收剂含量增加,复合材料磁性和介电性增强,当磁性吸收剂质量含量达15%(质量分数)时,复合材料具有明显的吸波材料特性,在2～18GHz频段呈现多个共振型电磁能吸收峰,2GHz附近的损耗吸收峰值达-12dB;电磁改性的聚苯乙烯复合材料在原有的隔热、隔音特性基础上可兼具吸波性能,成为一种颇具应用价值的多功能材料。     

二氧化硅/片状金属磁粉壳核粒子制备及电磁特性

以正硅酸乙酯为前驱体, 采用溶胶-凝胶工艺对厚度1 μ m、 直径5 μ m左右的片状金属磁性微粉进行表面改性, 获得SiO₂ /金属壳-核结构复合粒子。用SEM、 TEM、 RA-IR等方法对磁粉表面SiO₂纳米粒子膜的形貌、 结构进行表征, 并对改性前后磁粉/石蜡复合材料的复磁导率和复介电常数等微波电磁参数进行测试。结果表明: SiO₂纳米粒子吸附在磁粉表面, 形成高电阻率的包覆膜; 将该微粉按质量比(5 ∶ 1)与石蜡复合, 在2~18GHz频率范围内测量介电常数, 与未改性样品比较, 其介电常数实部平均下降约20, 虚部平均下降约7, 而对应的复磁导率变化较小。用金属磁粉制备1mm厚的吸波涂层, 涂层在8dB的吸收带宽由改性前的3.2GHz (7.0~10.2GHz)增加到改性后的7GHz (7.6~14.6GHz), 改善了吸收剂的吸波性能。      

铁基FeSiBPCu纳米晶软磁合金粉体的制备及电磁波吸收性能

通过高能球磨法制备Fe_(83.3)Si_4B_8P_4Cu_(0.7)纳米晶软磁合金粉体,研究了球磨时间对粉体结构、形貌、电磁参数及电磁波吸收性能的影响。采用XRD和SEM对粉体的微结构及形貌进行表征和观察,采用矢量网络分析仪在2～18 GHz范围内测量粉体的电磁参数,进而评价其吸波性能。结果表明,Fe_(83.3)Si_4B_8P_4Cu_(0.7)合金经20～140 h球磨后可形成平均颗粒尺寸为4.7～10.9μm的近球形粉体;粉体具有α-Fe纳米晶和非晶相组成的双相复合结构,α-Fe平均晶粒尺寸随球磨时间的延长逐渐减小而后维持在6 nm左右;合金粉体具有优异的软磁性能,经球磨100 h后粉体的饱和磁化强度达到最大值182.3 emu/g;粉体具有高的磁导率、合适的介电常数以及出色的吸波性能,由球磨100 h后的纳米晶粉体/石蜡构成的厚度为2 mm的复合样品在11.5 GHz下具有反射损耗最低值(RL_(min)为-44.0 dB),且有效吸收频率范围为9.2～15.0 GHz,有效吸收带宽可达5.8 GHz。     

多元助剂改性羰基铁粉雷达波低频吸波性能研究

采用三种处理剂对羰基铁粉样品进行表面复合改性,研究了多元助剂对羰基铁粉样品表面改性后的微观结构及电磁参量的影响。结果表明,多元助剂的使用使羰基铁粉表面形成了一层致密的有机绝缘薄膜,能有效降低羰基铁粉的复介电常数,增加复磁导率虚部,提高吸波材料的电磁匹配性能,改善吸收剂的低频吸收效果。根据传输线理论计算吸波材料的反射损耗(Reflection loss,RL),在厚度为2mm时,三元助剂改性羰基铁粉的反射损耗峰值在2GHz附近达到-15dB,在RL-10dB的有效吸收频宽为1GHz(1.6~2.6GHz),具有较好的雷达波低频吸波性能。     

玻璃包覆铁基合金微丝的微结构与吸波性能

采用熔融纺丝工艺制备了玻璃包覆Fe基非晶合金微丝,通过X射线衍射分析研究了工艺条件对其微结构的影响,采用扫描电子显微镜分析了拉丝速度对微丝直径、玻璃包覆层厚度等结构参数和形貌的影响,利用微波矢量分析仪测量了2～18GHz的复磁导率和复介电常数,计算模拟了1mm厚度单层吸波材料的吸波性能.结果表明,通过冷却水急冷淬火可以获得非晶态结构,氩气保护可以防止合金氧化;拉丝速度提高有利于减小微丝直径,但玻璃包覆层的体积含量也随之增加;由该玻璃包覆Fe基非晶合金微丝设计的薄层吸波材料,在3～18GHz的宽频段内可以获得＜-2.5dB的微波吸收性能.     

组分对FeCoB纳米晶微波电磁参数及吸波性能的影响

利用两步机械球磨法制备了薄片状的Fe-CoB纳米晶材料,并研究了B含量对材料物相结构、静态磁性能、微波电磁参数和吸波性能的影响。结果表明,适当地加入非晶B会加强晶相与非晶相的交换耦合作用,从而使FeCoB的磁导率随着B含量的增加先增大后减小,复介电常数则随着B含量的增加单调降低,显著地改善了吸波材料的阻抗匹配特性。通过计算机模拟表明,与未添加非晶B的样品相比,FeCoB纳米晶材料在低频端有优异的吸波性能。当B含量从3%变化到15%时,在1.8～6.7GHz范围内的吸收强度均-6dB,可应用于拓展吸波材料吸收带宽的设计中。     

静电纺制备Fe3O4/PEK-C纳米复合膜及其吸波性能

静电纺丝技术是一种新颖、高效且简单的制备连续纳米纤维的方法,纳米复合纤维膜的优异特点赋予了纳米吸波剂新的吸波通道。本文采用静电纺丝工艺制备Fe3O4/PEK-C纳米复合纤维膜,利用SEM和TGA表征纳米复合纤维膜的微观形貌和热稳定性,用矢量网络分析仪测试样品在8.2~12.4 GHz的电磁参数与吸波性能。结果表明,Fe3O4/PEK-C纳米复合纤维膜呈现出超细纤维彼此交织构成的立体网络结构,其热稳定性、复介电常数和复磁导率均随着Fe3O4含量的增加而增加,介电损耗和磁损耗得到加强。当纳米复合纤维膜的厚度为1.8 mm时,其反射损耗在整个测试波段均处于-5 dB以下,-10 dB以下有效吸收频宽为2 GHz,频率在8.6 GHz处吸收强度达到最大值-15.4 dB。预期可作为隐身复合材料的吸波功能层。     

石墨烯/碳纳米管复合材料的微波吸收性能研究

石墨烯和碳纳米管都是新型纳米尺寸碳材料,具有极大的比表面积、良好的导电性以及优秀的机械性能等特性。通过微波膨化法在石墨烯(寡层石墨)表面空隙结构内生长了碳纳米管,制备出石墨烯/碳纳米管复合材料,碳纳米管不仅可以发挥连接石墨烯层片结构的作用,还可以与石墨烯共同发挥协同吸波效应;同时生长碳纳米管所添加的催化剂在微波状态下分解为纳米磁性颗粒,提高整体复合材料的吸波性能。通过采用SEM、EDX、XRD等对材料的形貌、化学成分进行表征,并用矢量网络分析仪测试了材料在2~18GHz频带内的复介电常数和复磁导率,利用计算机模拟出不同厚度的微波衰减性能。结果表明,材料的电磁损耗机制由电介质损耗、磁损耗共同构成,微波吸收峰随着材料厚度的增加向低频移动,当厚度为2.5mm时,在14.4GHz时最大损耗值为-28dB,并且在频带12.4~17.7GHz的范围内达到-10dB的吸收。     

膨胀石墨基纳米镍、铁、钴化学镀制备复合吸波材料

为了获得薄、轻、宽、强等性能理想的吸波材料,采用化学镀的方法在膨胀石墨表面镀覆纳米镍、镍钴、镍铁钴,制备了复合吸波材料.SEM和EDs分析证实,膨胀石墨表面镍层、镍钴层、镍铁钴层的镀覆厚度约为70～150 nm.采用HP8722ES矢量网络分析仪测量了复合吸波材料在2～18 GHz内的复介电常数(ε=ε'-jε")和复磁导率(μ=μ'-jμ").用吸收屏理论公式计算了反射率损耗(R.L)、匹配频段(fm)及匹配厚度(dm).结果表明,当dm=0.3 mm时,镀覆镍铁钴层的复合吸波材料最低的反射损耗达-28 dB,对应的fm=13.5 GHz,R>L<-10 dB时频宽达7.5 GHz.本法制备的复合吸波材料符合"轻、薄、宽、强"的现代要求.