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。     

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.     

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。     

电磁屏蔽机理及轻质宽频吸波材料的研究进展

随着智能通信系统、无线网络设备、电子探测设备等技术的发展,空间电磁波辐射对仪器设备的影响不断增大,电磁波屏蔽技术在电磁兼容(EMC)、抗电磁干扰(EMI)设计、飞行器隐身等方面有了越来越广泛的应用。目前,以铁氧体、碳化硅、石墨为代表的传统吸波材料普遍存在着吸收频带窄、吸收性能弱等缺点,一般通过掺杂改性的方法来提高其吸波性能,但得到的吸波层厚度较大,吸波效果不够理想,同时增加了设备质量,也无法达到飞行器减重的目的。近年来,以纳米吸波材料、复合型导电聚合物、石墨烯吸波材料以及超材料为代表的新型轻质宽频吸波材料得到了越来越多的关注。电磁波屏蔽机理主要基于电磁波的反射与吸收,大量的研究结果表明,与电磁波能量衰减相关的参量,如吸收频率、吸收厚度和吸收带宽,与吸波材料的成分和微观结构有着密切的联系。为了得到轻质宽频电磁波吸收材料,一方面电磁波应通过介质表面尽可能多地进入到材料内部,这需要材料具有良好的空间阻抗匹配性;另一方面,进入到材料内部的电磁波应尽可能多地衰减,转化成热能或其他形式的能量,这需要吸波材料具有较高的电损耗或磁损耗。铁氧体吸波材料在低频下具有良好的阻抗匹配性,但在高频波段,磁滞效应和涡流效应都随之减弱,可以通过元素掺杂、制备纳米材料或表面处理技术来改善其吸波性能。金属磁性材料由于晶格结构比铁氧体简单,且没有铁氧体中磁性次格子磁矩的相互抵消,理论电磁波吸收值高于铁氧体,纳/微米结构金属磁性材料成为新一代轻质宽频吸波材料。导电聚合物作为吸波材料可以使产品的质量极大降低,通过改性的方法使其具备可调的电导率和介电常数,而添加金属、金属氧化物或碳纤维能够有效提高导电聚合物的阻抗匹配性。碳基电磁波屏蔽材料具有质轻、耐腐蚀和易加工等优点,石墨烯吸波材料通过改进其自然共振、异质结构界面、电磁耦合来增强电磁损耗,成为轻型超薄吸波材料的代表。超材料吸波结构通过对组成单元的结构和排布控制,在较宽频率范围内实现了对电磁波的吸收。轻质宽频吸波材料不仅具有重要的军事应用价值,在民用电磁干扰防护方面也具有广阔的应用前景。本文从不同的电磁屏蔽机理及材料本征特性出发,对不同种类的新型宽频吸波材料进行了综述,研究了不同吸波体的电磁波吸收性能与微观结构的关系,对实现其轻质宽频吸收的作用机理进行了介绍,为制备性能优异的吸波材料提供了理论技术支持,为发展新一代高性能电磁波吸收材料提供了研究思路。     

聚合物基吸波材料的研究进展

电磁波吸收材料作为功能材料在军用和民用领域都有非常广泛的应用,聚合物基吸波材料可以满足吸波材料向厚度薄、质量轻、频带宽、强吸收方向发展的需要,是目前电磁波吸收材料研究的重点之一。综述了金属、铁氧体、金属镀层复合、碳系等类型的吸收剂在聚合物体系中的研究进展,同时对目前聚合物基吸波材料的类型进行了介绍。     

原位聚合法制备铁氧体/聚苯胺吸波复合材料的研究进展

电磁污染已成为继空气污染、水污染和噪声污染之后的第四大污染, 吸波材料因其吸收和衰减特性, 可以作为解决电磁污染的有效手段。聚苯胺(PANI)作为一种电阻损耗型吸波材料, 可以满足吸波材料"厚度薄"、"质量轻"的发展理念, 但由于阻抗匹配度差, 吸波性能并不理想。铁氧体作为一类传统的磁损耗型吸波材料, 因其密度较高使其适用范围受到限制。高密度的铁氧体与低密度的聚苯胺复合制备的吸波材料, 不仅可以调整复合材料的密度, 而且还能改善复合材料的阻抗匹配, 提高铁氧体/聚苯胺复合材料的吸波性能。本文首先探讨了聚苯胺以及铁氧体/聚苯胺复合材料的制备方法, 其次阐述了铁氧体/聚苯胺复合材料的吸波机理。然后分别归纳了尖晶石型、磁铅石型、石榴石型铁氧体与聚苯胺制备的复合材料在吸波领域的研究进展。最后指出铁氧体/聚苯胺复合材料应趋向于电磁仿真和多元复合化的方向发展。     

水泥基涂层材料吸波性能的研究

研究了石墨粉、羰基铁粉、铁氧体粉与水泥等复合制成的涂层材料的吸波性能,分析了涂层材料吸波性能与石墨粉含量、粒度、涂层表面电阻率的关系.结果表明,石墨粉涂层材料与铁氧体粉、羰基铁粉涂层材料相比有好的吸波效果,石墨粉涂层材料在高频段(9～18GHz)和低频段(2～9GHz)各有1个吸收峰,石墨粉含量为12%(质量分数)、表面电阻率较小时有好的吸波效果,石墨粉粒度影响石墨粉的含量.     

铁氧体复合材料研究进展

本文重点介绍了几种材料对铁氧体静磁性能和微波吸收性能的影响。综述了铁氧体复合材料的国内外研究进展,并对复合铁氧体吸波材料的发展前景进行了展望。     

纳米六角晶系铁氧体吸波材料的制备方法及研究进展

纳米六角晶系铁氧体兼有铁氧体和纳米材料二者的优点,具有价格低廉、吸渡性能好的特点,可以作为一种高效的吸波材料,因此,越来越引起广泛的重视和深入的研究.综述了纳米六角晶系铁氧体吸波材料的各类制备方法,并详细介绍了纳米六角晶系铁氧体吸波材料的研究进展,展望了其发展方向,最后提出了纳米复合铁氧体吸波材料是一个重要的研究方向.     

复合吸波剂填充水泥基材料吸波性能研究

对水泥基掺杂混合吸波剂复合材料的吸收性能进行了研究，在水泥基体中分别填充不同比例的炭黑／二氧化锰、炭黑，铁粉、炭黑／铁氧体并进行吸波性能测试，结果表明试样在2．6～18GHz频段内具有更强的吸收性能，〉10dB的带宽最多可达12．4GHz。并用阻抗匹配和谐振理论解释了吸波剂含量和种类对吸收性能及吸收峰的影响。     

羰基铁粉作为微波吸收材料的研究进展

目的 介电损耗低、吸收带宽较窄、密度高等缺点制约着羰基铁粉（Carbonyl Iron Powder,CIP）在吸波领域中的应用。在CIP材料的基础上，使用不同的改性方法，开发“轻、宽、强、薄”的CIP微波吸收材料，实现对微波的高效吸收。方法 综述近年来羰基铁粉作为吸波材料的研究现状，介绍和分析不同改性方法，如形貌改性、涂覆改性、复合改性等对羰基铁复合材料吸波性能的影响。结论 CIP作为微波吸收材料，可以通过不同改性方法来改善缺点，制备的复合材料更符合当下社会对吸波材料的需求，与传统CIP材料相比，CIP复合材料作为微波吸收剂，具有更大的潜力。     

吸波材料的研究现状与进展

吸波材料是一种重要的军用隐身材料，本文从主要吸波材料在军事领域应用出发，介绍了吸波材料的工作原理，分别论述了铁氧体吸波材料、金属微粉吸波材料、导电高聚物吸波材料、多晶铁纤维吸波材料及纳米吸波材料的研究现状和发展趋势，较为详细的介绍了高温吸波材料的性质和在吸波方面的机理、应用，并对其他新型吸波材料的研究现状也有论述。最后对吸波材料的应用前景进行了展望。     

纳米吸波材料研究进展

论述了纳米吸波材料种类、纳米吸波特性以及吸波原理,分别对纳米铁氧体吸波材料、金属纳米吸波材料、纳米氧化物吸波材料、纳米导电聚合物吸收剂以及纳米陶瓷吸波材料等材料吸波特性以及应用研究进展进行了重点分析和讨论,指出了具有宽频吸收的结构型纳米吸波复合材料是未来研究的重点和优先发展的方向。     

新型吸波材料研究动态

综述了目前国内外新型吸波材料的研究动态，介绍了吸波材料的吸波原理和新型吸波材料，包括吸波涂层材料如铁氧体、纳米吸波材料、手性材料、雷达红外兼容吸波材料、等离子吸波材料及结构型吸波材料的最新研究现状。     

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.     

镍锌钴铁氧体的水热低温合成与高频电磁性能研究

采用表面活性剂辅助水热法于160℃低温制备了NixZn1-xFe204(x=0.0、0.4、0.5、0.6)和Ni0.5Zn0.5FezCo0.01O4纳米粉体.XRD衍射和能谱分析表明,制备的铁氧体粉末具有单相尖晶石结构,由Scherrer公式计算出其平均粒径为10～30nm.随着Ni2+和Co2+的掺杂,样品的晶粒尺寸增加.红外光谱显示,在580cm-1附近出现铁氧体的特征吸收峰,随着Ni2+掺杂量的增加,特征吸收峰F3-O键向高频方向移动.软磁NiZnCo铁氧体的饱和磁化强度(Ms)为73.9emu/g,复介电常数的实部ε'和虚部ε"分别为11和1.3,复磁导率的实部μ'值在0.3GHz达到5,在1GHz下降到3,在0.5～3.0GHz的宽频范围内复磁导率的虚部μ"值大于1.铁氧体材料的低介电常数行为可应用于调控复合材料的介电常数以达到对高频电磁能的最大吸收,其特性可应用于微波吸收材料领域或在吉赫兹频率范围压抑电磁干扰.     

铁氧体吸波材料的制备研究进展

铁氧体吸波材料具有价格低廉、吸收效率高、涂层薄、频带宽等优异特性,具有广泛的应用前景.本文重点对共沉淀法,水热法,溶胶-凝胶法,自蔓延燃烧法,低温固相反应前驱体法,沸腾回流反应法等铁氧体吸波材料制备技术的研究进展进行了分析和讨论,并结合相关行业的发展,指出了铁氧体吸波材料今后的研究重点和发展方向.     

吸波剂含量和涂层厚度对微波吸收性能的影响

以具有强磁损耗特性的磁粉、电阻型和电介质型物质作为吸波剂,制备出了具有阻抗渐变结构的3层复合雷达吸波涂层,研究了吸波剂用量和涂层厚度对吸波性能的影响.结果表明,增加表层、中层或底层吸波剂含量及涂层厚度,均能使吸波性能曲线向低频端方向移动,反之,吸波性能曲线向高频端方向移动;选择适当的吸波剂含量或者一定厚度的涂层才能拓宽、加深吸波性能.制得的试样中反射损耗可达-35.74和-39.25dB,其频宽(＜-10dB)分别为3.52和2.84GHz.