Fe_(85)Si_(9.6)Al_(5.4)合金的制备、表征及其低频吸波性能

采用机械合金化法制备了Fe85Si9.6Al5.4合金,借助XRD,SEM,VSM和VNA,研究了Fe85Si9.6Al5.4合金的相结构、微观形貌、软磁性能以及Fe85Si9.6Al5.4/石蜡吸波材料的电磁和吸波性能。结果表明:采用一步法和两步法制备的FeSiAl合金的晶相均为无序bcc-Fe(Si,Al)相。一步法制备的FeSiAl合金形貌为不规则块状,而两步法制备的合金为片状。一步法与两步法制备的FeSiAl合金具有相近的比饱和磁化强度与矫顽力;但是与块状FeSiAl/石蜡吸波材料相比,片状FeSiAl/石蜡吸波材料具有更高的复介电常数和复磁导率,在0.5~5GHz范围内具有更低的反射率。厚度为2~5mm的片状FeSiAl/石蜡吸波材料,随厚度的增加反射率降低,匹配频率向低频移动;2mm材料反射率≤-10dB的带宽达1.07GHz。     

材料参数测量误差对吸波材料优化设计结果的影响

根据吸波材料电磁反射系数的传输线理论进行优化设计是微波吸收材料研究的重点,微波吸收材料的吸波效果与其电磁参数(介电常数与磁导率)和材料厚度密切相关,电磁参数测量的准确性与微波吸收材料厚度制作的精确性,对微波吸收效果有很大的影响。通过理论计算分析,探讨了电磁参数测量误差对微波吸收材料优化设计结果的影响,并讨论了微波吸收体厚度制作误差对微波吸收材料吸波效果理论计算值对优化值偏离的影响。     

Microwave Absorption Properties of the Carbonyl Iron/EPDM Radar Absorbing Materials

Employing carbonyl iron powder and Ethylene-Propylene-Diene Monomer(EPDM)as the absorbent and matrix,rubber radar absorbing materials(RAM)were prepared.Effects of the carbonyl iron volume fraction and the thickness of the RAM on the microwave absorption properties in the frequency range of 2.6-18GHz were studied,and a mathematical analysis was made using the electromagnetic theory. The experimental results indicate that the minimum reflectivity of the radar absorbing materials continuously decreases with the increase of the carbonyl iron volume fraction,and the absorption peak also moves towards the low frequency for the same thickness of the RAM.The minimum reflectivity of the 3.0 mm RAM is -21.7dB at 3.5 GHz when the volume fraction of carbonyl iron is 45%.The reflectivity of the RAM is not in direct proportional to the thickness of the RAM,when the RAM has the same volume fraction of the carbonyl iron.The reflectivity of the RAM presents a regular trend at a given carbonyl iron volume fraction in the frequency range of 2.6-18 GHz.With the increase of the thickness,the maximum absorption peak moves towards low frequency band,the minimum reflectivity firstly decreases and then increases,and the absorption bandwidth for reflectivity<-10 dB firstly increases and then decreases.The microwave absorption properties of the RAM are determined by the thickness and the composition of the radar absorbing materials. Theoretical analysis indicates that the reflectivity of the RAM is determined by the matching degree of the air’s characteristic impedance and the input impedance.     

扁平化及退火温度对FeSiAl合金吸波性能的影响

采用湿磨工艺对水雾化FeSiAl粉末进行了扁平化,然后在不同温度下对其进行了退火处理。借助XRD,SEM和VSM,研究了扁平化工艺和退火温度对FeSiAl粉末物相组成、形貌和静磁性能的影响。另外,借助矢量网络分析仪,考察了以所制合金粉末为吸收剂制成的吸波材料在0.5~4.0 GHz频率范围内的电磁参数与吸波性能。结果表明:经扁平化和退火处理后,FeSiAl吸波材料的复磁导率得到了显著提高。与由未经处理的FeSiAl粉末制成的吸波材料相比,由经扁平化并经700℃退火的FeSiAl粉末制成的吸波材料在0.5~4.0 GHz的低频段具有更加优异的吸波性能。     

机械合金化法制备(Ag-Cu28)-xSn合金的结构和性能研究

利用机械合金化法制备(Ag-Cu28)-xSn系合金粉末,借助差示扫描量热仪、X-射线衍射仪、扫描电镜等,研究了Sn含量对合金熔化温度、球磨时间对合金粉末的物相组成及显微结构的影响。研究表明:Sn对合金的熔化温度有显著影响,随Sn含量增加合金熔化温度下降趋势减缓;当Sn含量为30%时,合金熔化温度最低为539.3℃。球磨40 h时,(Ag-Cu28)-30Sn粉料合金化完全,其物相组成为Ag4Sn、Cu3Sn和Cu6Sn5。球磨初始阶段(Ag-Cu28)-30Sn粉料颗粒异常长大,球磨至40 h时合金化完成,颗粒断裂和焊合达到平衡,合金粉末粒度均匀,平均粒径约为5~10μm。     

铁-硅-铝合金吸波材料的制备及其性能

以高纯铁、硅、铝粉为原料,采用机械合金化(MA)法制备了铁-硅-铝合金粉,用XRD和矢量网络分析仪分别研究了不同球磨时间粉体的物相组成和铁-硅-铝合金吸波材料在1～18 GHz频率范围内的电磁性能.结果表明:用MA法制备铁-硅-铝合金粉的完全合金化时间为80 h;制备的铁-硅-铝合金粉比原始铁粉具有更优异的电磁性能;铁-硅-铝合金体积分数为43%的吸波材料,在厚度为3mm时,在2～4 GHz频段内具有较低的反射率,在3 GHz处反射率最小为-16 dB.     

传输/反射法测量微波吸收材料电磁参数的研究

通过从HP8722ET网络分析仪提取散射参数,研究了以乙丙橡胶为基体,磁性材料羰基铁粉为吸收剂的微波吸收材料同轴测试样品在同轴夹具中位置L1与样品长度L2的测量误差对其电磁参数测量结果的影响,提出了减小测量误差的方法.结果表明：在2.6～18GHz范围内,L1存在-0.08mm的绝对误差使得相对介电常数实部ε′与虚部ε″,相对磁导率实部μ′与虚部μ″的测量值与真实值的最大相对误差值分别达3.1%、168.0%、3.7%和-10.0%;L2存在-2%的相对误差使得ε′、ε″、μ′和μ″的测量值与真实值的最大相对误差值分别达3.5%、30.0%、4.0%和5.0%.采用光学显微镜的静态方法测量样品长度和使用辅助定位夹具可以减小测量误差,提高电磁参数测试结果的精确度。     

磁性不锈钢409L合金吸波材料的电磁与吸波性能

针对现有磁性金属吸收剂耐腐蚀性能不足的问题,以不锈钢409L粉为吸收剂、硅胶为基体制备了不同吸收剂含量的吸波材料,采用HP8722ET矢量网络分析仪对其电磁与吸波性能进行了研究。实验结果表明,在2~18GHz范围内,随着频率的增高,磁性不锈钢409L/硅胶吸波材料的介电常数实部(ε′)基本保持不变;介电常数虚部(ε″)不断增大;而磁导率的实部(μ′)和虚部(μ″)不断减小。随着409L合金吸收剂含量的增大,ε′、ε″和μ″不断增大;μ′在低频时随着体积含量的增加而增大,在高频却相反;3mm厚吸波材料最小反射率先减小后变大,吸收峰由高频向低频移动,半高宽逐渐变窄。409L体积分数为20%时,最小反射率为-17.8dB,其对应的峰值频率为9.4GHz,有效带宽(≤-8dB)达到5.27GHz(7.03~12.3GHz);体积分数为30%时,最小反射率为-24.1dB,其对应的峰值频率为6.3GHz,有效带宽(≤-8dB)达到4.5GHz(4.2~8.7GHz),在X和C波段具有较好的吸波性能。而且通过对材料进行二层设计,能够有效地进行宽频吸收,具有一定的应用前景。     

羰基铁粉填充室温硫化有机硅密封胶力学性能的研究

以羰基铁粉为吸收剂、107硅橡胶（PDMS）为基体，研究了偶联剂、气相白炭黑及羰基铁粉用量对室温硫化有机硅密封胶力学性能的影响；并利用扫描电镜对硫化胶断面的微观结构进行了观察。结果表明：羰基铁粉经硅烷偶联剂改性后，在硅橡胶基体中分散均匀，与硅橡胶界面结合较好；气相白炭黑能对硅橡胶起到一定的补强作用，并且提高了羰基铁粉的沉降稳定性；在一定范围内随着羰基铁粉在硅橡胶基体中体积含量的增加，其力学性能有较大程度的提高，羰基铁粉的最大填充量为57．5％。