超细羰基铁粉的EELS谱和微衍射分析

最近,由于在雷达吸波材料(RAM)中的应用,直径为5到50纳米的超细羰基铁粉(UFCIP)受到越来越多的重视(1,2)。本工作在JEOL-2000FX分析电子显微镜上,利用电子能量损失谱(EELS)和微衍射等方法观察和分析了直径为5～30nm超细羰基铁粉。发现绝大部分超细铁粉由α-Fe中心核和Fe_3O_4外壳组成,其中部分超细粉完全被氧化,形成空心的γ-Fe_2O_3。图1a.显示了一些空心的UFCIP微粒,图1b是这种空心微粒的微衍射花样,微束直径约为6nm。微衍射花样表明这些微粒由多晶的γ-Fe_2O_3组成。在空心微粒中没有发现α-Fe的衍射花样。     

球磨工艺对羰基铁粉电磁参数的影响

采用球磨工艺,对球状羰基铁粉进行了片状化处理.系统研究了球磨时间、球磨机转速对羰基铁粉电磁参数影响的规律.结果表明:通过球磨工艺,可以将含碳量较高的羰基铁原始粉变为片状;片厚度取决于球磨时间,时间越长,则片越薄;介电常数实部ε'和虚部ε″都随着研磨时间的增加而增加,并呈现加速增长的趋势;当片状化完成后,进一步减少片厚度,并不能使磁导率及其频散特性进一步提高;转速对羰基铁粉电磁参数的影响呈现与研磨时间相似的规律,对介电常数的影响远大于对磁导率的影响.     

羰基铁粉吸波涂层的优化设计

采用机械研磨工艺制备了片状羰基铁粉,并以此制备了羰基铁粉复合材料。研究了研磨时间对羰基铁粉复合材料电磁性能的影响,并对羰基铁粉吸波涂层进行了优化设计。结果表明:当研磨时间小于12 h时,随着研磨时间的增加,羰基铁粉复合材料的介电常数和磁导率逐渐增大。以研磨12 h的羰基铁粉(厚0.7 mm)为底层,原始羰基铁粉为表层(厚1.4 mm)的双层结构吸波涂层性能最优,其反射损耗在3.12~18.00 GHz频域范围内小于–8 dB,在2~18 GHz频域范围内为–9.8 dB(平均值)。该双层结构涂层可用于微波低频段的宽频薄层吸波涂层的制备。     

热处理对羰基铁粉磁性能和吸波性能的影响

为了改善羰基铁粉的微观结构和吸波性能,对羰基铁粉吸收剂在氮气氛下进行了热处理,热处理温度为300℃,热处理时间为30 h,研究了羰基铁粉的磁性能和在2～18 GHz的吸波性能。以热处理前后羰基铁粉作为吸收剂制备了单层吸波涂层,涂层的厚度为1.2 mm时,热处理羰基铁粉吸波涂层在10.2～15.4 GHz反射率R小于-10 dB,反射率小于-10 dB的频宽为5.2 GHz,反射率小于-5 dB的频宽为10 GHz;最大吸收峰在12.8 GHz,反射率R为-22.68 dB。磁性能研究表明,热处理后随着矫顽力的增加,在2～18 GHz羰基铁粉的微波吸收峰向高频移动,而且吸收峰变宽,吸波性能得到大幅提高。     

导电聚苯胺／羰基铁粉复合吸收效能的研究

利用软磁金属粉末羰基铁粉的良好电磁吸收特性,加入不等量的导电聚苯胺,制备成导电聚苯胺／羰基铁粉复合材料。在1．8mm厚的涂层中,随导电聚苯胺含量的增加,其吸波效能得到显著改善。分析表明,导电聚苯胺／羰基铁粉有利于发展成为轻质、宽频、强吸收的优良吸波材料。     

隔离器负载用微波吸收材料的研制

以环氧树脂为基体、羰基铁粉为吸收剂制备复合微波吸收材料。对获得的羰基铁粉/环氧树脂复合材料的击穿电压强度、密度和吸收损耗进行了测试,并对使用该材料的隔离器性能进行了研究。结果表明:羰基铁粉在树脂中分散性较好,颗粒之间的绝缘程度很高,吸收材料的吸收损耗大,承受功率高。密度为3.83g/cm3的试样,击穿电压强度达763V/mm,8～12GHz频率内吸收损耗在2.5～4.5dB/mm。隔离器负载中使用该材料,器件电压驻波比(VSWR)≤1.2时,隔离度≥20dB,相对带宽为25%,承受功率≥5W。     

羰基铁粉/二氧化锰复合材料的微波吸收性能

以羰基铁粉(CIP)和二氧化锰为吸收剂,石蜡为基体制备了羰基铁粉/二氧化锰复合材料。在2~18 GHz的微波频段,测量了所制复合材料的介电常数和磁导率,在吸收剂质量分数为80%的基础上,讨论了二氧化锰与羰基铁粉的比例对复合材料吸波性能的影响。结果表明,随着二氧化锰与羰基铁粉质量比的增加,复合材料的磁导率实部和虚部及介电常数实部均逐渐减小,吸收峰向高频方向移动。当?(MnO2:CIP)为2:3时,所制复合材料的吸波性能最好,当涂层厚度为1.5 mm时,其反射损耗(RL)小于-10 dB的带宽达6.7 GHz(10.0~16.7 GHz)。     

羰基铁粉的电磁波吸收性能

羰基铁粉作为常见的电磁波吸收涂料,其形貌和含量对电磁波吸收性能有极大影响。为掌握羰基铁粉吸波涂料的介电常数、磁导率等参数随频率的变化规律,制备并测试了不同配比的微米级片状羰基铁粉同轴环样品。测试结果表明:羰基铁粉的最佳质量分数为60%~80%,样品厚度为2 mm、2.5 mm时,反射损耗-10 dB以下的有效吸收频宽分别为7.36 GHz、2.4 GHz,最大反射损耗值分别为-19.612 dB、-27.707 dB。样品厚度增加,最大吸收频率移向低频端。     

具有超高矫顽力的铁粉

本文叙述的是商品化的通常使用的用氢气还原针状铁黄而制得的矫顽力大于2000－Oe的金属铁粉。Nd^3 或Ce^3 与B^3 离子一起被吸附在铁黄粒子的表面。电子显微镜照片表明，铁粉粒子的表面很光滑、极少有孔洞。颗粒彼此之间不粘连。颗粒的最佳尺寸是：长度约0．13μm，宽度约0．02μm。这种铁粉的比表面积是38m^2/g，比普通金属磁粉的比表面积值低得多。其超高矫顽力的主要来源，是因为颗粒具有非晶氧化铁层与铁芯耦合的独特微观结构，这种结构决定了铁粉粒子的单畴特性。     

复合助剂高能球磨对羰基铁粉低频吸波性能的影响

采用单一助剂硅烷偶联剂KH-560、表面活性剂硬脂酸钙和复合助剂(KH-560+硬脂酸钙)分别通过高能球磨制备片状羰基铁粉吸波材料的样品,系统地分析研究样品的微观形貌、物相、电磁参数,并通过电磁场传输线理论模拟计算吸波涂层反射损耗。结果表明:与单一助剂样品相比,复合助剂样品团聚现象明显减少,形成了平整、光滑的片状结构;模拟计算在2 mm厚度下,反射损耗小于–10 d B,复合助剂样品带宽达到1 GHz(1.4~2.4 GHz),且在2 GHz处的反射损耗峰值也达到–15 d B,均优于单一助剂样品。复合助剂的使用可以增强偶联剂和表面活性剂在片状羰基铁粉颗粒的表面包覆效果,达到更好的介电调控目的,提高低频吸波性能。     

纳米铁粉烟幕对1.06μm和10.6μm激光的消光特性研究

在烟幕性能测试评价实验室中测试分析了纳米铁粉作为烟幕干扰材料对1.06μm和10.6μm激光的消光特性.在容积为20m3的烟箱中分别喷撒30g纳米铁粉,通过测量其在不同时刻的激光透过率和烟幕质量浓度,测得纳米铁粉对1.06μm和10.6μm激光的质量消光系数分别为1.833m2·g-1,1.474m2·g-1,表明纳米铁粉对双波长激光均具有显著的干扰效果.     

下期要目

正~~     

羰基铁材料太赫兹光谱研究

为了评估羰基铁材料在太赫兹波段的屏蔽性能,采用太赫兹时域光谱技术分别对参考样品、0.5 mm羰基铁样品和1mm羰基铁样品进行了透射光谱测量。分析表明,随着羰基铁样品厚度的增加,太赫兹时域光谱脉宽增加、峰值减小,频域光谱范围减小。羰基铁样品的最大屏蔽效能为66 dB左右。0.5 mm和1 mm羰基铁样品的屏蔽效能大于60dB的区间分别是0.76 THz～1.46THz和0.49THz～1.48THz。     

羰基铁类随机混合吸波材料等效电磁参数的计算

本文为计及多重散射偶极子间的相互作用，引入参量εｈ和μｈ，导得一组公式。它不仅能计算铁氧体类也能计算羰基铁类的随机混合吸波材料的等效电磁参数，均与实验结果吻合良好。     

羰基铁与炭黑共混制备吸波涂层的研究

以聚氨酯（PU）清漆为基体,制备了以羰基铁（CIP）和炭黑（CB）为吸收剂的微波吸收涂层。在8～18 GHz频率范围内,使用弓形法测量其反射损耗,分析了涂层的阻抗匹配情况,并采用不同吸收剂共混来提高吸波性能。所制备的涂层中,成分质量比（CB：CIP：PU）为0.1：3：1,厚度为1.1 mm,有效反射损耗（优于-4 dB）的频宽达到了4.3 GHz（12.1～16.4 GHz）。     

片状还原铁粉的制备及电磁性能研究

以小于250目(58μm)的还原铁粉为原料，直径3 mm的ZrO2球为磨球，采用湿法球磨制得片状还原铁粉；利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和矢量网络分析仪分别表征了球磨前后还原铁粉的形貌、物相结构和其在2~18 GHz 的电磁参数，并运用传输线理论模拟了其反射率(RL)。结果表明：球磨后的还原铁粉呈片状，片厚度为100~200 nm；与球磨前样品相比，球磨后样品的ε′和μ′增大约2倍，ε″增大7~10倍，μ″增大2~4倍；相应2 mm厚的涂层在8.12 GHz有最小RL=–60 dB，RL＜–10 dB的带宽为9.48 GHz (5.12~14.60 GHz)。