Fe(Co)SiAl合金微粉的显微结构及电磁特性(英文)

铁基金属微粉广泛地用作吸波材料。用机械合金化的方法制备了Fe85Si9.6Al5.4和(Fe0.65Co0.35)85Si9.6Al5.4(质量分数,%)合金微粉。研究了球磨20和80h的微粉形貌,分析了微粉不同球磨时间的显微结构,测试了微粉在0.5～18GHz频段内的复数介电常数和复数磁导率,并计算了微波反射率。结果表明,球磨后微粉的粒径小于5μm,FeSiAl合金中硅和铝原子溶于铁原子的点阵中,同时,在FeCoSiAl合金中有FeSi和AlCo金属间化合物产生。在频率为8GHz附近,复数介电常数和复数磁导率匹配较好,此时FeCoSiAl合金微粉的最小反射率达到-13.7dB。     

硅烷偶联剂对羰基铁粉电磁性能的影响

利用FT-IR,SEM和矢量网络分析仪等对羰基铁粉改性前后的化学键特性、微观形貌和电磁参数等进行了研究,实验结果表明:硅烷偶联荆在羰基铁粉表面形成不均匀包覆层;羰基铁粉的电磁参数随硅烷偶联剂用量的增加而变化;根据电磁参数对材料的吸波性能进行计算,当乙烯基三甲氧基硅烷用量为2.0%(质量分数,后同)时,得到的吸波效果最好,5.2～10.0 GHz反射率均小于-10 dB.     

多壳层FeSiAl@SiO2@C的制备与耐蚀电磁性能研究

具有较高磁导率和饱和磁化强度FeSiAl合金（FSA）粉末在微波吸收材料中占据重要地位,但较差的抗盐雾腐蚀性能限制其在极端环境（海洋和湿热等）中的进一步应用。为此,采用了St?ber工艺和催化化学气相沉积技术依次在FSA表面原位沉积了SiO2和碳层以获得了多壳层FSA@SiO2@C复合结构,并研究了其耐蚀电磁性能。SiO2层和碳层均匀的包覆于FSA表面,并与基体紧密结合,SiO2层厚度约为100 nm,碳层厚度约为 5 nm。SiO2@C多壳层结构将FSA的腐蚀速率从2.66×10-12降低至1.52×10-12m/s,显著提升了FSA的盐雾抗腐蚀性能。当匹配厚度为3 mm时,FSA@SiO2@C复合结构的吸收性能相较于FSA明显提升,吸收带宽从4.2 GHz拓宽5.84 GHz,RLmin为-21.65 dB（7.41GHz）小于纯FSA的-19.03 dB（5.93 GHz）。多壳层复合结构可显著提升FSA的耐蚀和微波吸收性能,为抗腐蚀、高效吸波多功能磁性金属吸波材料提供了一条可行的设计思路。     

玻璃包覆FeSiBNbCu非晶丝的微波吸收性能(英文)

制备以石蜡为基体并具有玻璃包覆Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1非晶丝不同填充比的同轴介电样品,在相对较高的微波吸收频段(2~18 GHz)下研究短丝填充比(质量分数3%~9%)和样品厚度(1~7 mm)对同轴介电样品的微波吸收性能的影响规律。采用X射线衍射谱(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)、扫描电子显微分析(SEM)和矢量网格分析仪(SNA)表征材料的微结构并评价其吸波性能。结果表明,不同填充比的同轴介电样品的复磁导率和复介电常数存在重要的频率范围(6~18 GHz)。模拟结果显示,具有3 mm厚度和7%填充比的样品具有较好的微波吸收性能,其反射率在14 GHz时达到峰值-34 dB。这对于开发具有更宽微波吸收范围应用的微丝介电材料是十分有益的。     

Tb掺杂对CoNbZr纳米薄膜软磁性和微波磁性的影响

采用磁控溅射工艺制备CoNbZrTb纳米薄膜,研究了掺杂稀土元素Tb对薄膜软磁性能、微波磁导率及其频谱特性的影响.结果表明:少量Tb 掺杂(＜2%,摩尔分数)对该类薄膜的微结构和软磁性能影响较小,薄膜仍可保持非晶态结构和良好的软磁性能,但Tb掺杂可以显著增强薄膜磁谱的弛豫性,从而影响其微波磁导率和磁损耗;随Tb 掺杂量的增加,薄膜的磁各向异性场和共振频率得以有效提高;薄膜样品在2 GHz处复磁导率的虚部均大于200.掺杂少量Tb的CoNbZrTb非晶态纳米薄膜在109 Hz微波段具有较高磁损耗,有望在超薄层吸波材料中获得应用.     

Cu@Ag包覆粉体的SPS烧结及其致密机理研究

采用化学镀法制备Cu@Ag包覆粉体,并利用放电等离子烧结技术(SPS)对其进行烧结,利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜研究包覆粉体、烧结样品的微观结构,对烧结样品的物相、致密度及其致密化机理进行表征与分析。结果表明,化学镀法制备的Cu@Ag粉体表面存在高纯的包覆层。在较低的烧结温度下可以得到致密度高的Cu-Ag烧结块体,温度升高,Cu-Ag烧结块体的致密度逐渐升高,550℃时,致密度达到极大值96.76%。分析认为,得益于Cu@Ag粉体的包覆结构,在低温下,铜颗粒表面的纳米银的颈缩促进了烧结;在高温下,Cu、Ag间的固溶进一步促进了烧结。     

石墨烯增强铜基复合材料的制备与性能

为了改善石墨烯在铜基体中的分散性和界面结合性,采用溶液混合法、球磨法使石墨烯包覆铜粉颗粒,采用真空热压烧结法制备石墨烯/铜基(GR/Cu)复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)观察复合粉体形貌,测试材料的致密度、硬度、导电性及摩擦磨损性能,并根据摩擦表面形貌分析磨损机制。结果表明:石墨烯能够均匀分散在铜基体中,随着石墨烯含量的增加,复合材料的硬度呈先增加后减小的趋势。当石墨烯质量分数为0.3wt%时复合材料综合性能较好,显微硬度为80 HV,比纯铜提高了12.7%,磨损量比纯铜减少了33%。     

SiO_2-SiC基复合材料吸波性能的研究

首先利用溶胶-凝胶法制备SiO_2-SiC复合粉体,采用SEM、XRD、DSC-TG等技术对复合粉体进行表征.结果表明,溶胶-凝胶法能够制备具有核-壳结构SiO_2-SiC复合粉体.再将SiO_2-SiC复合粉体与BaTiO_3、Fe_3O_4以及环氧树脂以不同比例进行混合固化制得吸波材料样品,采用矢量网络分析仪测量样品的反射率.结果表明,SiO_2-SiC复合粉体具有一定的吸波效果,20%含量的SiO_2-SiC复合粉体样品在18 GHz时反射率达-2.07 dB,BaTiO_3、Fe_3O_4的加入实现复合吸波效果,当SiO_2-SiC:BaTiO_3:Fe_3O_4=6:2:2(体积分数,下同)时,在5.75 GHz时反射率达到-13.97 dB,合格带宽为10.08 GHz.     

KNO3对FeSiAl软磁合金空心微珠制备及低频吸波性能的影响

为了获得轻质、低频、高效吸波剂,本文采用自反应淬熄法,分别以Fe+Si+Al、Fe+Si+Al+KNO3为反应体系制备了FeSiAl软磁合金空心微珠,通过SEM、XRD、矢网分析仪等手段研究了KNO3对其密度、形貌、相组成和低频吸波性能的影响。结果表明,未加KNO3时,反应难以进行,淬熄产物由球形颗粒、类球形颗粒、不规则颗粒和片状颗粒组成,物相主要为Fe、Si、Al及部分Fe0.9Si0.1,未生成FeSiAl合金,基本无吸波性能;添加KNO3后,反应体系的淬熄产物主要为空心微珠,粒径分布均匀,物相由Fe3Si0.5Al0.5、Fe3Si0.7Al0.3、Fe0.9Si0.1和Fe组成,获得了FeSiAl合金,在5 mm厚度条件下,吸波试样最低反射率达-22.1 dB,吸收峰值对应频率为7.0 GHz,低于-10 dB的有效吸收频带为5.3-8.5 GHz,带宽达3.2 GHz。KNO3分解反应所产生的高放热量和大量气体是促使反应温度升高、反应产物熔融、目标产物形成、成球率和空心率提高及低频吸波性能显著改善的根本原因。和机械合金化法制备的片状FeSiAl软磁合金相比,自反应淬熄法制备的FeSiAl空心微珠的低频吸波频带有效拓宽,同时材料的密度降低了38 %,有效实现了新型低频吸波料“薄、宽、轻、强”的特点。     

可溶固着软质磨粒抛光薄膜制备及性能研究

目的 实现微小光学器件高效、高质量、绿色的可溶固着软质磨粒薄膜抛光,对可溶固着软质磨粒抛光薄膜的制备工艺及抛光性能进行研究。方法 研究可溶树脂、不可溶树脂、磨粒和薄膜基底等原料对成膜及抛光性能的影响,探索可溶固着软质磨粒抛光薄膜制备工艺,以光纤连接器作为加工对象验证抛光薄膜的抛光特性。结果 选用双峰SiO2作为磨粒,采用环氧树脂(质量分数为95%)和聚丙烯酸树脂(质量分数为5%)组成的“可溶”混合树脂为结合剂,可实现磨粒层逐步溶解。在磨粒涂覆层中添加5%(质量分数)的硅橡胶可调节磨粒涂覆层成膜后的弹性模量和硬度,使薄膜兼顾抛光性能和耐用性。对PET薄膜基底进行电晕处理可增强其表面附着力。选用含1%(质量分数为)有机硅烷偶联剂的聚氨酯树脂作为PET基底和磨粒涂覆层连接剂,结合强度好,成膜后表面无裂纹。通过光纤端面抛光对比实验发现,可溶固着软质磨粒抛光薄膜的抛光性能和耐用性均优于日本NTTAT抛光片的相关性能。可溶固着软质磨粒抛光薄膜使用25次后,光纤端面仍可保持表面光滑,曲面面形完整,表面粗糙度Ra小于5 nm,回波损耗大于45 dB,连接损耗小于0.1 dB。结论 抛光实验表明,可溶固着软质磨粒抛光薄膜能实现光纤端面的高效精密加工。     

化学镀法制备B4C/Ag金属陶瓷复合粉体工艺的研究

为改善B4C与其它金属的结合性能,采用化学镀法在B4C粉体上镀Ag制备包覆型陶瓷颗粒.通过粗化、敏化、活化表面镀前处理,用硝酸银镀液成功地得到在B4C上均匀镀Ag的包覆粉体,利用SEM观察到包覆程度可达95%,通过详细讨论镀液的配方、助剂、镀液与B4C粉体的配比对包覆效果的影响,最终得到硝酸银用量控制在8～12g/L能得到所控制的沉积反应速度;包覆反应过程中助剂控制在聚乙二醇8～10g/L、乙醇3～5mL/L较为合适.     

新型高热导率氮化铝基微波衰减陶瓷研究

针对传统氧化铍基微波损耗陶瓷存在毒性大、一致性差和焊接难度大的问题,发展了一种高热导率氮化铝基的AlN-FeSiAl微波衰减陶瓷。该材料在AlN基体中添加FeSiAl,属环境友好型材料。为获得高热导率和良好的电磁性能,开展了不同氮化铝粉末、不同FeSiAl粉末添加量以及烧结工艺对复合材料性能影响的研究。结果表明,采用日本东洋氮化铝粉末、添加10%(质量分数,下同)的FeSiAl,在1650℃和85 MPa下进行真空热压烧结,获得了衰减性能优异的微波衰减陶瓷,且材料热导率达到88.2 W/m·K,接近美国Ceradyne公司AlN基微波衰减陶瓷的热导率水平。     

Fe4N粘结磁体的制备及其电磁性能研究

通过在纯相Fe4N陶瓷粉体中添加适量成型剂制备Fe4N粘结磁体。研究了粘结剂类型、用量以及成型压强等因素对粘结磁体磁导率等电磁性能的影响。结果表明,选用环氧树脂E12作为粘结剂,用量控制在3%(质量分数),成型压强500MPa时制备的粘结磁体的电磁性能最好。其比饱和磁化强度为181.85(A·m2)/kg,矫顽力为34148A/m,在0.6~1.2GHz频段范围内磁导率实部达到5.4,虚部达到6.7。     

表面改性对铁基非晶合金微波吸收性能的影响

目的 旨在调节铁基非晶合金(IAA)粉体复合材料的微波吸收性能。方法 先在铁基非晶合金粉体表面采用磁控溅射局部覆盖铝膜,再使用KH560硅烷偶联剂对粉体进行绝缘包覆。通过XRD、SEM和FT-IR分别对粉体进行材料表征,采用VSM和传输反射法分别测试样品的电磁性能。结果 镀铝后铁基非晶合金粉体的复介电常数实部εʹ提高了56.1%,复介电常数虚部εʺ提高了132.4%。绝缘包覆后铁基非晶合金粉体的εʹ降低变为铁基非晶合金的32.6%,εʺ变为铁基非晶合金的25.1%。镀铝再包覆KH560的铁基非晶合金粉体的εʹ和εʺ则分别变为铁基非晶合金的43.5%和36.6%,其复介电常数实部和虚部比镀铝后的样品低,比单纯用KH560包覆后的样品高,显示出镀铝可补偿因KH560绝缘包覆而带来的介电损耗能力下降,有利于调节KH560绝缘包覆的粉体材料的电磁性能。结论 对铁基非晶合金粉体的绝缘包覆,改善了相应材料的高频吸收性能,但牺牲了其低频吸收性能,为了弥补这个不足,提出在铁基非晶合金粉体表面局部覆盖铝膜,再进行绝缘包覆,期望在绝缘包覆后,粉体仍有较高的介电损耗能力,达到调节材料中低频电磁波吸收能力的目的。样品模拟反射率曲线显示,样品厚度在2~3 mm时,铁基非晶合金/Al/KH560样品最低峰对应频率低于铁基非晶合金/KH560的相应峰位,铁基非晶合金粉体表面镀铝可明显改善其复合材料的低频微波吸收特性。     

电磁性能可调控金属陶瓷Y2Ti2O7/Fe的制备与表征

采用固相反应与真空烧结先后制备Y2Ti2O7粉末与Y2Ti2O7/Fe金属陶瓷。XRD分析表明,所得Y2Ti2O7粉末为纯相,Y2Ti2O7/Fe金属陶瓷化学性质稳定,金属相与陶瓷相之间无界面反应产物。在10 MHz^1 GHz频段进行测试,发现Y2Ti2O7/Fe金属陶瓷的逾渗阈值处于Fe含量20%~30%(体积分数)之间。当Fe含量低于逾渗阈值时,介电常数、交流导电和磁导率均随Fe含量的增加而增加。当Fe含量超过30%时,金属陶瓷电抗与交流电导率发生突变,在整个测试频段都呈现负介电常数。Fe含量为40%的样品的磁导率在整个测试频段内小于1,且随频率增加不断下降,应归因于逾渗导电网络导致的抗磁性。在频率大于1 GHz时可能出现负磁导率,即实现电磁性能的双负性。     

化学镀法制备低钴含量WC-Co复合粉体及其放电等离子烧结

对WC粉体进行化学活化预处理,然后采用超声辅助化学镀法制备低钴含量WC-Co(≤1 mass%)复合粉体,采用放电等离子烧结(SPS)技术,制备了少粘结相WC-Co硬质合金材料。研究了化学活化预处理工艺对WC粉体表面化学镀Co的影响以及少量均匀包覆的Co对试样烧结致密化过程、显微组织结构及力学性能的影响。试验结果表明:化学活化预处理后的WC粉体出现了大量的层错、位错等缺陷,在缺陷周围产生点阵畸变和应力场,较大的表面能减小了金属与陶瓷界面接触角,提高了二者之间的润湿性,降低了化学镀过程的形核功,实现化学镀钴过程;与纯WC粉体烧结试样相比,少量Co在WC-Co复合粉体中的均匀分布,大大降低了烧结温度,促进了粉体烧结致密化进程,各项性能得到显著提高,密度达15.56 g/cm3,硬度为2409 HV30,断裂韧性为9.2 MPa.m1/2。     

掺铜(Tb0.861Mn0.121)MnO3−δ浓度对柔性磁性薄膜的影响

目的 探究填充不同浓度的无机填料掺铜(Tb0.861Mn0.121)MnO3?δ对柔性磁性薄膜的影响。方法 以Tb4O7、CuO、MnCO3为原料,通过高温固相法最终得到掺铜(Tb0.861Mn0.121)MnO3?δ样品。按照不同的质量分数,将掺铜(Tb0.861Mn0.121)MnO3?δ粉体充分分散于聚乙烯醇溶液中,然后用线棒在已处理的铁板上把含有掺铜(Tb0.861Mn0.121)MnO3?δ粉体的聚乙烯醇溶液制备成磁性薄膜。通过铅笔硬度测试、画圈附着力测试、粗糙度测试、低温物理性能测试、柔性测试,分别评价磁性薄膜的硬度、附着力、粗糙度、磁性、柔性,并通过XRD衍射仪、X射线能谱仪对物相进行分析。结果 添加掺铜(Tb0.861Mn0.121)MnO3?δ粉体使涂层刚性变大,柔性减弱,但涂层的附着力保持不变。对比零添加的树脂薄膜,添加掺铜(Tb0.861Mn0.121)MnO3?δ粉体的薄膜拉伸强度降低。不同质量分数的磁性薄膜顺磁到反铁磁的转变温度相差不大,均在0.1 K左右。结论 掺铜(Tb0.861Mn0.121)MnO3?δ粉体的加入可以保持薄膜的磁性,同时不降低涂层的附着力。当加入较低添加量的粉体时,薄膜具有较好的柔性。     

平面各向异性羰基铁/ 铁氧体复合吸波材料的设计

研究了平面各向异性羰基铁/ 石蜡、铁氧体/ 石蜡同轴样品的介电常数与磁导率频谱特性,制备了平面各向异性羰基铁与铁氧体不同配比的石蜡同轴样品,并测试了样品的电磁频谱,发现以适当配比对二者进行复合后,可以发挥各自的优点。以环氧树脂-聚酰胺固化剂体系为基,按铁氧体和平面各向异性羰基铁的体积分数均为10%制备了厚1. 3 mm 的单层平板吸波材料,测试了其在8 ~18 GHz 频段内的反射损耗曲线,其最小反射值达到了-19. 7 dB,小于-10 dB 的带宽达到8 GHz。     

镀硼金刚石-金属基复合材料的制备及其性能研究

为了得到高导热、高结合力的金刚石-金属基复合材料,解决金刚石与金属之间浸润性差的关键问题,本文首先通过高温盐浴法对金刚石粉体表面进行硼改性处理,然后将金刚石粉体与金属粉体通过真空热压制备得到改性后的金刚石-金属基复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM),能谱仪(EDS),排水法密度测试仪,激光热导仪(LFA),热膨胀系数测定仪,X射线衍射仪(XRD)一系列的方法分别探究了镀硼对材料的形貌,元素种类,复合材料的密度,热导性能,热膨胀系数和物相成分的影响。结果表明,金刚石粉体经硼化处理后,制备得到的金刚石-金属基复合材料界面粘结能力强,界面层与层之间为化学键结合。相比未前处理过的金刚石压制得到的复合材料,表现出高导热、高结合力的优异性能。镀硼金刚石-铝复合材料无水解性Al4C3生成,且材料热导率达到560 W/(m·K)。     

表面包覆Al_2O_3对3Y-TZP陶瓷烧结致密化及时效敏感性的影响（英文）

采用非均相沉淀法在3 mol%氧化钇稳定的氧化锆粉体表面包覆0.5%~1.5%(质量分数)的Al2O3,研究了包覆Al2O3对3Y-TZP陶瓷的致密化及时效敏感性的影响。实验采用热膨胀仪测定氧化锆生坯的致密化过程,生坯经1450℃烧结致密化后,测试烧结体的密度、平均晶粒直径和机械性能。采用XRD、SEM表征材料的显微组织。结果表明:相比于传统的共沉淀法,通过表面包覆的方式向氧化锆中加入少量的Al2O3更能促进3Y-TZP陶瓷的烧结致密化。表面包覆少量Al2O3的3Y-TZP可在1350~1400℃烧结致密化。此外,表面包覆Al2O3能显著降低3Y-TZP陶瓷的时效敏感性,这与大量Al3+在3Y-TZP陶瓷晶界的偏聚有关。