微波场中冶金用石灰电磁性质的研究

本文研究了冶金用轻烧钙质石灰和轻烧镁质石灰2～18GHz电磁性质及其变化规律。在2～18GHz微波频段内，轻烧镁质石灰的介电常数比轻烧钙质石灰的介电常数略大，但它们的磁导率都接近于1，介电损耗角正切、磁损耗角正切均较小，且比较接近。尤其在2．45GHz微波加热频率处，轻烧钙质石灰的介电损耗角正切、磁损耗角正切、电导率的绝对值均大于轻烧镁质石灰，因而轻烧钙质石灰对微波的吸收性相对较好，更适合于微波冶金的加热过程。     

高铁粉煤灰建筑吸波材料研究

对复合高铁粉煤灰水泥基材料的吸波性能进行了试验,结果表明：高铁粉煤灰颗粒是以介电损耗型为主的水泥基材料有效吸波剂,在民用建筑中具有实际使用价值;高铁粉煤灰水泥基材料具有明显的吸波性能,在9.5~18.0 GHz波段范围内反射率R＜-5 dB,其最小反射率超过-11 dB;高铁粉煤灰颗粒电磁特性与磁性氧化铁组分的含量具有显著相关性,可以通过磁选技术以及钢渣取代部分粉煤灰的工艺措施提高高铁粉煤灰颗粒电磁损耗。     

铁尾矿—钢渣基复合吸波材料的制备与性能研究

针对目前水泥基吸波材料带宽窄、吸收率低、而且制备成本高的问题,选用铁尾矿与钢渣固废资源为胶 凝填充材料,利用钢纤维作为吸波剂制得电磁波吸收复合材料。 采用矢量网络分析仪测定复合材料在 0. 1 ~ 5 GHz 范 围内的相对复介电常数与复磁导率,计算得到其电磁波损耗系数与反射率,并制备不同厚度样品分析了复合材料的 电磁波吸收机理。 研究表明:铁尾矿与钢渣中的磁性矿物相组分能显著提升材料的电导能力,影响电磁参数,提升介 电损耗与磁损耗能力;增加钢纤维吸波剂的使用量能够降低与之匹配复合材料的最小厚度,当铁尾矿、钢渣掺量分别 为 10%、30%,钢纤维体积比为 0. 5%时,制备出的 15 mm 厚度复合吸波材料最小反射率达到-46. 863 dB,有效带宽占 比 18. 8%。     

多晶铁纤维表面原位氧化及其微波吸收性能

利用气氛退火炉对多晶铁纤维进行表面原位氧化改性, 获得了表面包覆铁氧化物的多晶铁纤维复合结构。采用扫描电镜、X射线衍射仪观察和表征多晶铁纤维表面氧化前后的形貌和物相, 用微波矢量网络分析仪测试样品在8～18 GHz波段的电磁参数。分别以表面氧化改性前后的多晶铁纤维为吸收剂, 制备厚度为1 mm的吸波涂层, 采用弓形法测试涂层在8～18 GHz波段的反射损耗值。结果表明: 多晶铁纤维经表面原位氧化改性后在表面形成较均匀的铁氧化物, 从而能有效降低其复介电常数, 而复磁导率实部与虚部仍保持较高值。表面包覆铁氧化物的多晶铁纤维以20%填充量制得的吸波涂层, 在8～18 GHz频段的反射损耗优于-10 dB的吸收带宽可达4.5 GHz, 峰值达-25.38 dB。     

矿物材料对电磁波的吸收特性及其应用

分析了矿物的宏观电磁参数(σ、μ′、μ″、ε′、ε″)对电磁波吸收性能的影响及其在地质、冶金和材料科学中的应用。结果表明,矿物的电磁参数会影响其波阻抗与空气阻抗的匹配程度,提高阻抗匹配程度,可降低矿物对入射电磁波的反射,增加矿物对进入其内部的电磁波的吸收;矿物对电磁波的吸收损耗取决于该矿物的电磁参数及电磁波的频率f;不同矿物的导电性、介电损耗和磁损耗特性差异较大,矿物电磁参数随频率的改变而改变。搞清矿物的电磁特性对地质遥感、矿冶工程以及电磁功能材料制备有较强的实用意义。     

试件厚度对铜渣-水泥基复合材料吸波性能的影响

铜渣为炼铜的工业副产品,将30%体积掺量的铜渣代替砂子,制备不同厚度的铜渣-水泥基复合材料试件,在2~18 GHz微波频段内,采用弓形反射法测试其微波反射率,同时测试其力学性能,并用扫描电子显微镜(SEM)分析其微观结构。结果表明:在2~18 GHz微波频率范围内,随着材料厚度的增加,微波反射率逐渐增加,当厚度为10 mm时,最小反射率为-22.17 d B,低于-10 d B吸收峰的累积有效带宽(吸波材料的工作频带宽度越大越好)为2.6 GHz。掺加铜渣后,水泥正常水化,复合材料力学性能无明显降低。铜渣可应用于具有吸收微波功能要求的水泥结构物。     

鲕状赤铁矿的微波介电特性研究

采用微波谐振腔微扰法, 在1 051~1 052 MHz和2 339~2 345 MHz微波频率和室温条件下, 研究了鲕状赤铁矿与还原剂、脱磷剂混合颗粒样品在微波场中的介电特性, 考察了样品粒度、还原剂种类、配碳系数、脱磷剂种类与用量对介电常数、损耗因子和损耗正切的影响规律。结果表明, 采用较高微波频率, 样品粒度0.42~5 mm, 以焦炭为还原剂, 采用较大的配碳系数, 并以9%的Na₂CO₃作为脱磷剂有利于样品获得较好的微波加热效率, 在此条件下样品介电常数、损耗因子和损耗正切的变化范围分别为4.29~5.79、0.47~0.87、0.062~0.65。可为鲕状赤铁矿的微波还原脱磷研究提供理论依据。     

高硫炼焦煤介电性质研究

为确定典型高硫炼焦煤种在不同条件下的电磁特性,获知其波能吸收频率范围,为微波脱硫条件选择提供依据,利用传输反射法在0.2～18.0 GHz频率范围内扫频测定山西高硫炼焦煤介电常数,考察密度、粒度、矿物质等影响因素。结果表明,原煤介电常数实部 ε′随频率的增大略有下降,虚部ε″随频率的增大先减小后增大,在15.619 GHz达到峰值;损耗角正切tan σ在15.664 GHz处有峰值;煤中高岭石含量增加,ε′,ε″均增大,方解石对介电性质基本没有影响,石英介于二者之间;在0.2～10.0 GHz,ε′随粒度的增大而增大,ε″随粒度的增大而降低。密度大于1.8 g/cm 3的煤样,ε′,ε″明显高于其他密度级煤样,灰分高的煤样介电常数高于灰分低的煤样。     

预氧化中温度对氧化石墨烯吸波性能的影响

以天然鳞片石墨为原料,改进Hummers法制备氧化石墨烯(GO)。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)和矢量网络分析仪(VNA)研究了预氧化温度对GO形貌、结构、氧化程度、电磁损耗特性、吸波性能的影响。结果表明:当预氧化温度为80℃时,制备出的氧化石墨烯片层结构较为完整,层间距为0.91 nm,复介电常数和磁导率较高,在15~17 GHz损耗因子达到最大值,为1.07;在17.83 GHz时,反射率达到-34.28 d B,吸波性能最优异。     

矿物材料在微波技术领域中应用简介

随着应用电子技术的开展,对特殊功能材料不断提出新的需求,从天然矿物中测量、筛选、研制具有微波技术应用前景的新材料是一个有待开拓的领域。矿物的微波特性研究是近十多年来矿物物理学新开展起来的一个分支。主要研究矿物在微波频率下的电磁特征 (介电常数ε′、介电损耗 tgδε、磁导率μ、磁损耗 tgδμ′ )和它的发射特征、衰减特征、散射性质等,它是一个依固体物理理论利用微波技术研究矿物的边缘分支学科。 微波是指波长很短的电磁波,微波的波长范围,一般认为是包括米波、厘米波和毫米波三个波段,也就是从 1mm(频率 300千 M…