基于有效介质理论的吸波材料性能分析

应用有效介质理论,计算了不同体积比下几种复合吸波剂以及吸波剂与透波体组成的吸波材料的有效电磁参数,并分析了其吸波性能。通过与实验数据的对比,表明这种方法可以很好地预测吸波材料的吸波性能。而且,它可以计算出吸波剂及透波体的最佳配比及材料厚度,这对于设计吸收频带宽、吸收效率高的吸波材料具有一定的参考价值。     

退火温度对FeSiAl合金微结构及电磁特性的影响

对球磨后的FeSiAl合金粉末进行不同温度真空退火,并制备成软磁合金复合材料(SCM)。采用SEM、XRD和网络分析仪等分析手段,研究了退火后合金的相组成、超点阵结构有序度、平均晶粒尺寸和1MHz～1.5GHz的SCM的复磁导率,随退火温度变化的规律。结果表明:随着退火温度逐渐提高,DO3超点阵结构有序度由0.38增大到0.66、平均晶粒尺寸由36.93nm增大到71.41nm、SCM在同频率下的μ′和μ″均逐渐减小。     

通过流延法制备铁粉基吸波电磁膜及其吸波性能研究

采用流延工艺制备含不同形貌铁粉吸收剂的吸波电磁膜,研究了所制电磁膜的吸波性能。结果表明:电磁膜吸波性能受到作为吸收剂的铁粉相貌的影响。采用片状铁粉吸收剂试样在2~18 GHz频率范围内实现微波反射率基本达到–5 d B,采用球状铁粉吸收剂试样在5~18 GHz频率范围内实现微波反射率基本达到–5 d B,吸收峰值均大于–20 d B。     

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。     

羰基铁类随机混合吸波材料等效电磁参数的计算

本文为计及多重散射偶极子间的相互作用，引入参量εｈ和μｈ，导得一组公式。它不仅能计算铁氧体类也能计算羰基铁类的随机混合吸波材料的等效电磁参数，均与实验结果吻合良好。     

氧化热处理优化NdFeCo磁粉的吸波性能

采用熔炼-高能球磨-氧化热处理的工艺,制备NdFeCo磁粉。借助X射线衍射仪和网络矢量分析仪等,研究氧化热处理对NdFeCo磁粉的相组成和吸波性能的影响。结果表明,经过100℃的氧化热处理后,NdFeCo磁粉中出现Nd_2O_3和少量Fe_2O_3相。当涂层厚度为2.0 mm时,经过氧化热处理的Nd_(23.25)Fe_(76.75-x)Co_x(x=10,20,30,40)系列磁粉的反射率最低值从-5.5,-16.5,-11.8,-6.5 dB分别降至-22.5,-23.1,-27.2,-15.8 dB,说明氧化处理可以有效地增强NdFeCo磁粉的吸波性能,经分析证明吸波性能增强的主要原因是由于阻抗匹配的优化。     

Al含量对Ho-Co合金吸波性能的影响

通过高温电弧合金熔炼技术制备了Ho2Co17–xAlx(x=0,0.4,0.8,1.2,1.6)合金微粉,采用XRD和SEM分析了所制合金微粉的组成相和微结构,使用网络矢量分析仪研究了其吸波性能。结果表明:其所制样品均由Ho2Co17相组成;在吸波涂层厚度d=1.5 mm时,随x的增大,Ho2Co17–xAlx合金微粉的反射率最小值从–11.4 dB(x=0)降低到–49.8 dB(x=1.6)。同时,Al的添加会使Ho2Co17的吸收峰向高频移动,吸收峰频率从7.28 GHz(x=0)升高到14.32 GHz(x=1.6)。     

占空比和羰基铁含量对镍铁氧体@羰基铁核壳粉体吸波性能的影响

针对镍铁氧体@羰基铁核壳粉体–石蜡复合体系,探讨了占空比和核壳粉体中羰基铁体积分数对其等效介电常数的影响,并预测了其吸波性能。研究结果表明:随着占空比和羰基铁体积分数的提高,复合体系的等效介电常数会有明显的增大;在相同的占空比下,随着羰基铁体积分数的提高,体系反射率有一个先减小后增大的过程,当羰基铁体积分数为30%时,反射率最小,达到–34 dB,吸收峰逐渐向低频移动;当羰基铁体积分数相同时,随着占空比的提高,反射率会逐渐变大,同时吸收峰也会朝低频移动。     

扁平化对FeSiAl合金结构及电磁特性的影响

通过球磨对气雾化FeSiAl合金粉末进行扁平化,并制备成软磁合金复合材料(SCM)。研究球磨时间对合金粉末微观形貌、显微结构以及1MHz~1GHz频率范围内SCM的复磁导率的影响。结果表明:随着球磨时间的增加,合金粉末的扁平率由1.18增大到7.01,粒径由50.36μm减小到33.31μm,平均晶粒尺寸由79.7nm减小到49.7nm,内应变由0.4252%增大到0.5974%;对合金粉末进行球磨可以明显提高SCM的μ′和μ″;随着球磨时间增加,SCM在同频率下的μ′和μ″均逐渐增大。     

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。     

铁硼加入量对NdFeB材料吸波性能的影响

采用高能球磨和微氧化热处理方法制备了铁和硼含量不同的钕铁硼(NdFeB)吸波粉体,研究了铁硼加入量对NdFeB粉体吸波性能的影响。结果表明:所制NdFeB粉体和NdFe粉体均由α-Fe、Nd2O3和Fe2O3相组成;向Nd2Fe14B粉体添加30%的Fe后,其反射率最小值从–7.02 dB降低到–13.63 dB,吸收峰频率从6.80 GHz升高到10.6 GHz;NdFe粉体对电磁波的损耗以介电损耗为主,而NdFeB粉体对电磁波的损耗以磁损耗为主。向70%Nd2Fe14+30%Fe粉体加入B后,其反射率最小值降至–13.63 dB、吸收峰频率升至10.6 GHz。     

高能球磨工艺对Nd-Fe-Cr合金吸波性能的影响

采用电弧熔炼和高能球磨工艺制备了Nd11Fe86Cr3合金微粉,使用SEM、XRD和网络矢量分析仪分析了球磨时间对合金微粉的形貌、相结构及吸波性能的影响。结果表明:所制合金微粉颗粒均呈片状形貌,由Nd2Fe17相和α-Fe相组成;随着球磨时间的增加,Nd2Fe17相强度逐渐减弱,α-Fe相强度逐渐增强,吸波峰频率先向低频移动,后略向高频移动,球磨60 h的样品吸收峰频率最低;球磨时间相同的合金的吸收峰频率随涂层厚度增加向低频移动,反射率最小值降低,吸波带宽变窄。     

Ni含量对Nd2Fe17磁粉吸波性能的影响

采用高能球磨和微氧化气氛热处理制备了Nd2(Fe1-rNix)17(x=0,0.05,0.15,0.50)吸波粉体,研究了Ni的含量对NdFeNi粉体的相组成和吸波性能的影响.结果表明:当x=0,0.05,0.15和0.50时,样品的组成相均是Nd2Fe17、α-Fe和Nd2O3相.NdFe样品对电磁波的损耗以介电损耗为主;NdFeNi样品对电磁波的损耗以磁损耗为主.随着Ni含量的增加,样品对微波的吸收峰逐渐向低频移动,且其反射率逐渐升高.     

Ni含量对Nd_2Fe_(17)磁粉吸波性能的影响

采用高能球磨和微氧化气氛热处理制备了Nd2(Fe1–xNix)17(x=0,0.05,0.15,0.50)吸波粉体,研究了Ni的含量对NdFeNi粉体的相组成和吸波性能的影响。结果表明:当x=0,0.05,0.15和0.50时,样品的组成相均是Nd2Fe17、α-Fe和Nd2O3相。NdFe样品对电磁波的损耗以介电损耗为主;NdFeNi样品对电磁波的损耗以磁损耗为主。随着Ni含量的增加,样品对微波的吸收峰逐渐向低频移动,且其反射率逐渐升高。     

(Zn_(0.3)Co_(0.7))_2-W型钡铁氧体电磁特性及吸波性能

采用sol-gel法合成了Ba(Zn0.3Co0.7)2Fe16O27六方铁氧体样品。通过XRD、SEM和Agilent8722ET网络分析仪等表征手段,研究了样品的显微结构、电磁特性及吸波性能。结果表明:在1250℃下制得的样品基本为单一相的Ba(Zn0.3Co0.7)2Fe16O27铁氧体。样品在14GHz附近出现介电损耗峰,在8～12GHz和15～17GHz内出现很宽的磁损耗。当吸波涂层厚度为1.85mm时,在15.3GHz左右反射损耗峰值可达到–23dB,并且在9～18GHz内反射损耗RL小于–10dB,具有优异的微波吸收性能。