玻璃包覆磁性合金微丝复合媒质的微波介电性能

利用熔融拉微丝法制备了玻璃包覆非晶态磁性合金微丝，采用微波矢量网络分析仪及同轴线法测试了不同含量和排布的玻璃包覆磁性合金微丝-石蜡复合媒质的微波复介电常数，并和铁镍合金微丝-石蜡复合媒质的介电性能进行了比较。结果表明玻璃包覆磁性合金微丝复合媒质具有比相同含量的铁镍合金微丝复合媒质具有更低的复介电常数。圆周排列的玻璃包覆磁性合金微丝复合媒质在所测试的微波频率范围内具有电偶极子共振特征，一定含量的短玻璃包覆磁性合金微丝复合媒质具有电禁带结构。讨论了含量和排列方式影响玻璃包覆非晶磁性合金微丝复合媒质微波介电性能的原因。     

直径对玻璃包覆非晶合金微丝磁性的影响

采用Taylor-Ulitovsky方法制备了直径分别在6.3～28.0μm、20.2～28.0μm和14.0～35.2μm之间的玻璃包覆非晶态FeCuNbVSiB、FeBSiCMn和CoNiFeSiB微丝。通过X射线衍射、扫描电镜、振动样品磁强计分别测试了玻璃包覆微丝的组织结构、微观形貌和磁性,研究了不同成分玻璃包覆磁性合金微丝的玻璃包覆层厚度、合金芯直径对微丝磁性能的影响。结果表明了,玻璃包覆磁性合金微丝的磁性能的影响因素由大到小依次为：饱和磁致伸缩系数、微丝成分和微丝尺寸。轴向磁化时随着微丝直径及玻璃包覆层厚度的增大,3 种微丝的径向饱和场强度降低,FeCuNbVSiB和FeBSiCMn微丝的轴向矫顽力先分别由508 A/m和390 A/m降低到486 A/m和278 A/m后再升高到2570 A/m和342 A/m,CoNiFeSiB微丝的轴向矫顽力由171 A/m降低到63 A/m。     

不同直径玻璃包覆非晶微丝的制备及其磁性能

采用熔融拉丝法制备了直径范围分别在6.1～28.0μm和14.0～35.2μm之间的玻璃包覆非晶Fe基和Co基合金微丝, 测试了不同合金直径和不同玻璃包覆层厚度的玻璃包覆合金微丝样品的静磁性能. 结果表明: 轴向矫顽力和轴向剩磁比随着微丝直径的增大而降低, 随着玻璃包覆层的增大而升高; 径向剩磁比的变化趋势则相反. 微丝合金直径和玻璃包覆层厚度改变, 静磁性能变化的主要原因是作用在合金芯上的内应力的变化, 导致了具有不同磁畴结构的合金内芯区和合金外壳区体积比的改变.     

玻璃包覆磁性微丝的制备及微波电磁性能

采用Taylor-Ulitovsky方法制备了Fe基和Co基非晶态玻璃包覆微丝,测试并分析了玻璃包覆微丝的微结构、微观形貌、静磁性能及其微波复磁导率和复介电常数.研究结果表明,通过改变拉丝速度,可以制备出直径6.3～23.5μm的非晶态玻璃包覆微丝;制备时通过水冷或气氛保护可以控制样品的物相组成.典型样品的各项异性等效场高达7.96×103A/m.Fe基样品磁导率在6.3GHz具有自然共振峰,Co基样品在所测频率范围没有共振峰,此测量结果和根据理论计算的自然铁磁共振频率基本一致.典型样品的相对微波复介电常数均低于25且随频率升高而降低.     

BST/YIG复合材料的相结构、介电性能和磁性能的研究

以铁电性的钛酸锶钡（BST）和铁磁性钇铁氧体（YIG）为原料,采用固相反应法,合成了一系列铁电/铁磁复合材料,并对铁电/铁磁复合材料（YIG/BST）的介电性能和磁性能进行了详细地研究. 结果表明：在一定温度下烧结所得的铁电/铁磁复合材料,由铁电相和铁磁相两相组成;xBST-(1-x)YIG(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1.0)复合材料具有良好的介电性能和磁性能, 其介电常数实部ε′与虚部ε″均随BST含量的增加而升高,且介电常数的谐振峰随着YIG含量的增加而向频率高的方向移动.磁导率实部μ′与虚部μ″均随BST含量的增加而降低. 在YIG铁氧体中加入适量的陶瓷BST构成复合材料,可以有效地改善截止频率,提高高频电磁特性.     

功能性石墨烯改善聚合物介电性能的研究进展

目的对近年来使用改性石墨烯改善聚合物基复合材料介电性能的研究进行总结,指出今后的发展方向。方法总结通过石墨烯改性来改善其在聚合物的分散性和提高聚合物基石墨烯复合材料介电性能的方法;对比石墨烯/聚合物复合材料的复合工艺对其介电常数和介电损耗数值的变化,总结不同的改性方法对复合材料介电性能的影响。结论石墨烯作为一种性能较优的导电填料对材料介电性能影响巨大,然而,由于其物理分散性不好,极大地阻碍了石墨烯改性聚合物基高介电复合材料的发展。通过对石墨烯进行功能化改性修饰可以有效提高聚合物基复合材料的介电性能,这种材料可作为电活性聚合物,在很多需要高介电常数的电介质材料领域,如超级电容器、感应器、驱动器、智能包装和机器人等方面得到应用。     

空心玻璃微珠对聚氨酯介电性能的影响

以空心玻璃微珠为无机填料，通过与聚氨酯采取物理混合的方法，经过真空除泡，浇注，高温固化，制备获得聚氨酯/玻璃微珠低介电常数复合材料。通过测试不同含量、不同粒径以及不同湿度下玻璃微珠/聚氨酯材料的介电常数，分析玻璃微珠对聚氨酯材料介电性能的影响。结果表明：添加适当比例的空心玻璃微珠，聚氨酯材料能够在保持较好机械性能的情况下获得更低的介电常数。当空心玻璃微珠含量为15%时，复合材料在保持材料原有力学性能的同时，频率10⁶Hz时的介电常数由3.9降低到2.5左右。当复合材料在空气湿度较大的环境时，经过表面改性的复合材料的介电常数稳定性相比于未改性的稳定性好；玻璃微珠的粒径越小，复合材料的介电常数越低。     

玻璃包覆Fe79-xCox Si8 B13非晶合金微丝的磁性能

实验以熔融纺丝法制备的玻璃包覆Fe79-xCoxSi8B13非晶合金微丝为对象,分析了微丝成分、尺寸以及玻璃包覆层去除对微丝静磁性能的影响。研究结果表明,玻璃包覆Fe79-xCoxSi8B13非晶合金微丝存在明显的磁各向异性,微丝轴向为易磁化方向;随着Co含量的增加,微丝的饱和磁化强度先增大后减小,Co含量为10%的Fe69Co10Si8B13非晶合金微丝饱和磁化强度最高,为1323emu·cm-3;对于玻璃包覆Fe69Co10Si8B13非晶合金微丝,当芯丝半径与玻璃包覆层厚度比值k约小于0.5时,其轴向磁滞回线为近矩形,表现出大巴克豪森效应;微丝的轴向剩磁比随k值的增大而减小,而微丝径向剩磁比保持很小,仅0.03左右;微丝的轴向和径向矫顽力均随比值k的增大而减小;当芯丝半径为10.9μm、玻璃包覆层厚度为9.7μm(k为1.12)时,去除包覆层后微丝的轴向矫顽力降低30%、径向矫顽力降低11%;而轴向剩磁比降低33%、径向剩磁比降低67%。     

石英纤维/KH308复合材料的介电性能

为研究石英纤维/聚酰亚胺（KH308）复合材料介电性能与纤维体积分数、频率、温度和吸水率之间的关系,通过热压成型法,制备了4种不同纤维体积含量的石英纤维/KH308复合材料,采用高Q谐腔法分别测试这4种复合材料在不同状态下的介电常数和介电损耗。结果表明：石英纤维/KH308复合材料的介电常数随着纤维体积分数增加而变大,介电损耗随纤维体积分数变化不大;7~18 GHz频率下,复合材料的介电常数和介电损耗基本不随频率变化;25~300℃下,复合材料的介电常数随温度增加变化比较平缓,而介电损耗随温度的增加而降低;复合材料吸水后,介电常数和介电损耗都会增加;复合材料介电常数ε<4,介电损耗tanδ<0.1,能满足导弹天线罩透波材料介电性能的要求。     

Tb掺杂LaMnO3材料的电输运与介电性能研究

采用固相反应法制备了A位掺杂的La0.95Tb0.05MnO3(LTMO)钙钛矿材料。研究了LTMO的电输运性能、磁性能以及介电性能。结果表明,LTMO表现出半导体电输运特性,其磁序结构表现出类自旋玻璃行为,而其介电性能在100K附近表现出弛豫特性,当温度高于100K时LTMO介电常数ε′随温度的升高几乎不变化,表现出介电常数的高温稳定性。     

中孔炭微球/酚醛树脂复合材料的力学及介电性能

以间苯二酚-甲醛为前驱体、喷雾干燥法可规模制备出中孔炭微球,进一步采用聚乙烯醇对其进行表面致密化处理,再与酚醛树脂热压成型得到中孔炭微球/酚醛树脂复合材料,系统研究了复合材料的力学性能及介电性能。结果表明,所制炭微球具有较窄的粒径分布(1~10μm)、发达的中孔孔隙(孔容3.0 cm~3/g)。经表面包覆后,中孔炭微球表面致密,形成类"蛋壳"结构。当用于复合材料填料(0~10%)时,能有效的降低复合材料的密度(1.36g/cm~3至1.12 g/cm~3),并显著提升复合材料的力学性能(压缩强度由106MPa增加至168MPa);在102~107Hz频率下,复合材料的介电常数随着炭微球添加量的增加逐渐提高,由4.0~3.6提高至10.4~9.1。结果表明,中孔炭微球可作为新一类多功能填料,在降低复合材料密度的同时增加力学性能,并在较宽频率下具备高的介电性能,具有优异的低密度吸波基体材料的应用潜力。     

导电导磁聚苯胺包覆短碳纤维的研究

采用磁性物质结合导电聚苯胺(PANI)层包覆短碳纤维(SCF)制备出导电导磁的短碳纤维,以改善SCF的电磁性能。采用扫描电子显微镜(SEM)结合能谱(EDS)表征了改性SCF的表面形貌、结构,利用PNA-L N5230A微波网络测试仪测定了其在频率2GHz以下的复介电常数和复磁导率。结果表明:在SDBS和油酸为1.0g处理磁流体,HCl用量为0.2mol/L,Fe3O4含量为3.2g时,聚合温度为10℃,反应时间为12h,可制得包覆层均匀、致密的导电聚苯胺/磁性物质包覆改性的短碳纤维。改性后,其介电性能有所下降,磁损耗有所增大。     

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.     

NiCuZn-Sr(Nb0.5Al0.5)0.1Ti0.9O3磁介复合陶瓷材料的磁介性能研究

现代移动通信技术的高速发展对各类电子设备的小型化、多功能化提出了新的要求.开发性能优良的新型磁介复合材料成为元器件小型化的解决方案之一.本工作采用固相烧结法分别合成了NiCuZn铁氧体材料以及Sr(Nb0.5 Al0.5)0.1 Ti0.9 O3介电材料,然后将两者按照一定比例复合,研究了不同铁氧体/介电相含量对磁介复合陶瓷材料磁性能与介电性能的影响,并对其微观形貌与相结构进行了探究.研究结果表明,当铁氧体含量在0.7～0.8时,复合材料致密性最好,磁性能与介电性能较为优良.     

溶解乳化法制备SBS包覆FeSiAl片状吸收剂的微波电磁性能

片状FeSiAl吸收剂低频磁性能优异,但复介电常数大、阻抗失配严重,导致难以兼顾高频吸波性能。通过将有机高分子溶解、混合、乳化及吸附析出的多步骤过程,直接将线性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）包覆到微米级片状FeSiAl合金粒子表面,并研究其电磁性质。结果表明,SBS在片状FeSiAl合金粒子表面形成了均匀致密的包覆层,显著提高了合金粒子的电阻率,其与石蜡2：1混合样品复介电常数的实部由72降低到30左右。包覆后片状FeSiAl合金粒子的低频磁性能没有受到负面影响,而其高频性能由于阻抗匹配性的提升得到了明显的改善,因而片状FeSiAl@SBS复合粒子具有兼顾低频与宽带的吸波特性。     

高储能陶瓷/聚偏氟乙烯复合电介质的研究进展

介电电容器作为间歇产生的可持续能源的高效存储转换设备,在新能源领域发挥着不可替代的作用。而电介质电容器的核心是具有高储能密度的电介质材料。聚合物电介质材料由于具有击穿场强高、放电速度快、能长时间使用并可自修复等特点,成为高性能电容器的潜力候选材料,但聚合物本身较低的介电常数限制了其储能密度。通过将具有高介电常数的陶瓷填料与聚偏氟乙烯(PVDF)聚合物复合,制备新型陶瓷/PVDF复合电介质,在提高电介质材料的介电性能和储能密度方面取得了重要进展。本文介绍了电介质材料的基本原理,综述了不同类型的陶瓷/PVDF复合电介质的结构、储能机制及介电储能性能,并对其未来发展趋势进行了展望。      

溶胶-凝胶法制备Ni-Zn磁性微晶玻璃陶瓷的研究

采用溶胶－凝胶方法分别制备了Ｎｉ－Ｚｎ铁氧体磁性微粉和含Ｂ－Ｓｉ玻璃的先体溶液。然后用颗粒包覆的方法将磁性微粉用此溶胶包覆起来。从而实现了同银电极共烧。材料的磁性、介电性能测试表明,随玻璃含量的增加,介电常数、介电损耗以及制备在样品上的电感均呈减小趋势;介电常数随温度的升高而增大,低频特性更为明显。ＸＲＤ分析５给出材料的主晶相为尖晶石结构。除此之外还有少量的玻璃相。     

定向分布碳纤维复合材料介电性能研究

以碳纤维为填充物, 环氧树脂为基体, 制备了碳纤维/环氧树脂介电复合材料. 介绍了两种分布方式对复合材料介电性能的影响, 分别研究了两种分布方式的介电常数随碳纤维含量和长度的变化规律. 在2.6–8.2 GHz频率范围内, 轴向介电常数是径向介电常数的数倍; 实部和虚部都随着碳纤维含量的增加而增大; 碳纤维长度也对介电性能的各向异性影响显著. 双层微波传输带模型可以合理地解释这些规律.     

CoFe_2O_4/PVDF复合材料介电和磁性能研究

为增强聚偏氟乙烯(PVDF)的介电性能和磁性能,以湿法化学法合成的纳米铁酸钴(CoFe_2O_4)和PVDF为原料,通过粉末热压法制备了CoFe_2O_4/PVDF复合材料,并对其介电性能和磁性能进行了研究。结果表明,成功合成了纳米CoFe_2O_4,CoFe_2O_4在PVDF基体中分散均匀;与纯PVDF相比,随CoFe_2O_4掺杂量的增加,复合材料的介电常数、电导率、损耗因子均逐步增大;12%(wt,质量分数)CoFe_2O_4掺杂量时,复合材料的介电常数达18.7,介电损耗仅为0.11;复合材料为硬磁材料;复合材料的击穿电压与击穿场强随CoFe_2O_4掺杂量的增加先增大后减小。     

机载龙伯透镜天线用聚苯乙烯泡沫塑料的制备及介电常数调控

针对雷达通讯微波频段新型轻质介电复合材料的迫切需求,开展高介电性能复合材料的研究具有现实意义。采用悬浮聚合法制备不同密度的聚苯乙烯泡沫,研究了聚苯乙烯泡沫的介电常数与密度之间的关系,分析了钛酸钡粉末的介电性能。采用干混法添加钛酸钡粉末制备介电常数可调控的轻质钛酸钡/聚苯乙烯复合泡沫。聚苯乙烯泡沫的介电常数随密度增大,表现出弱的频率依赖性和低介电损耗。钛酸钡粉末具有高的介电常数和较低的介电损耗。BaTiO_3/PS复合材料的介电常数随着BaTiO_3含量的增加而升高。相同介电常数的BaTiO_3/PS复合材料和聚苯乙烯泡沫相比,密度显著下降,说明添加BaTiO_3可以实现介电材料的轻质化。