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。     

低介电片状FeNi吸波剂的山嵛酸辅助制备及其织构行为

目的 在吸波剂表面化学吸附一层绝缘小分子,制备低介电常数且耐腐蚀的低频吸波剂。方法 通过机械化学处理活化合金粒子表面,增强山嵛酸与合金粒子间形成的化学吸附,从而制备具有低介电常数、光滑表面、高晶粒取向度和耐腐蚀的片状Fe₅₀Ni₅₀@山嵛酸吸波剂。结果 形成的山嵛酸包覆层可调控球磨过程中粉体间的冷焊效应和粉体受到的外界载荷,诱导Fe₅₀Ni₅₀粉体沿{111}晶面的滑移,促使粉体内形成{001}面织构。同时,绝缘且疏水的山嵛酸包覆层可阻碍粉体间导电网络的形成,降低片状Fe50Ni50吸波剂的介电常数,使粉体兼具低介电常数、高磁导率和耐腐蚀能力。结论 Fe₅₀Ni₅₀@山嵛酸吸波剂粒子展现出良好的低频吸波性能和耐腐蚀能力,为发展兼具优良耐环境性能和低频强吸收能力的新型吸波材料提供了一种思路。     

低熔点玻璃粉包覆FeSiAl合金的结构和电磁性能

将低熔点玻璃粉D250绝缘包覆剂与扁平化的FeSiAl合金粉末机械混合,进行热处理使D250熔融流动而包覆在片状FeSiAl粉末表面。借助XRD,SEM,XRF和EDS等手段研究了包覆后粉末的物相组成、表面形貌和元素组成;用矢量网络分析仪测试了材料在1~18 GHz频率范围内的电磁参数和反射损耗。结果表明,熔融包覆后的粉末形成均匀致密的包覆层,其复介电常数的实部降低到8左右。热处理温度为700℃时材料的最大反射损耗降至-40.10dB,有效频宽达到3.76 GHz。     

羰基铁和FeSiAl共混制备宽频吸波材料

为提高材料在低频段(1～4GHz)下的吸波性能和拓宽吸波频带,选择羰基铁和FeSiAl颗粒作为吸收剂、石蜡作为粘结剂制作吸波材料,采用矢量网络分析仪测试材料的电磁参数,并在给定厚度(0.5和1mm)下分析吸波材料的吸波性能。随着质量添加比的增加,两类材料的介电常数和磁导率均升高,添加比相同下含FeSiAl颗粒吸波材料在1mm厚时具有优异的低频吸波性能(-8.6～-1.2dB),而高频段(14～18GHz)时不及羰基铁(-16.0～-10.1dB);两类颗粒共混后,通过改变FeSiAl颗粒的含量能获得具有良好低频吸收性能(-4.5～-1.1dB)和宽频带(<-4dB频带为3.8～18GHz)的吸波材料。该结果对于通过混合其它优良低频和高频吸波材料以获取宽频带的吸波材料具有指导意义。     

碳纤维/铁硅铝复合材料的低频吸波性能

为获得吸波性能良好的吸波材料,将电阻型吸波剂碳纤维和磁损耗型吸波剂FeSiAl片状磁粉复合,以石蜡为基体,利用模压法制备出复合材料。采用激光粒度分析仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对单一吸波剂进行了测试分析。结果发现,片状FeSiAl磁粉的粒度在数十到几百微米之间;碳纤维表面留有活性物质,截面处能看到皮芯结构;XRD衍射图谱中,FeSiAl呈现出bcc结构。对复合吸波材料的电磁参数进行测量对比,结果表明,FeSiAl片状磁粉在1~3GHz内的最佳反射率达到-40.7dB,有效吸收频带宽度约为0.5GHz;当加入长度等于4mm,含量为0.4%(质量分数)的碳纤维时,碳纤维/铁硅铝复合材料吸波性能最佳,其反射率为-49.6dB,有效吸收频带宽度为1.0GHz;FeSiAl片状磁粉平行于吸波片表面排列时,材料的反射率减小,吸波性能增强。     

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.     

壳-芯型复合陶瓷材料的制备及其电磁特性

为了提高吸波剂对电磁波的吸收性能, 采用溶胶-凝胶法制备了表面包覆有一定厚度的炭黑薄膜的钛酸钡复合粒子. 并利用XRD和TEM方法对其形貌结构进行了分析; 同时研究了复合粒子的导电性能、电磁参数以及对电磁波的吸收性能. 结果表明: 钛酸钡颗粒的直径在50～70nm之间, 包覆层厚度为10～20nm. 包覆工艺显著改善了材料的导电性能并提高了介电常数, 而且随着复合粒子在吸波材料基体中的含量不同, 对电磁波的吸收性能也有着不同的影响: 当吸收材料中复合粒子含量达到或超过20wt%时, 复合粒子明显改善了吸收材料对电磁波的吸收性能.     

不同电磁特性吸收剂的多层宽带吸波材料设计

简单有效的材料设计方法是最大程度发挥吸收剂吸波性能的关键.本研究提出了一种将匹配频率分别位于高、中、低频的三种高性能磁性吸波材料进行梯度叠层的设计方法.研究结果表明:利用此设计原理对球形羰基铁粉、片状羰基铁粉和片状FeSiAl合金三种吸收剂进行精确的阻抗渐变设计,充分发挥它们分别对高、中、低频电磁波的高效吸收,从而有效...     

二氧化硅/片状金属磁粉壳核粒子制备及电磁特性

以正硅酸乙酯为前驱体, 采用溶胶-凝胶工艺对厚度1 μ m、 直径5 μ m左右的片状金属磁性微粉进行表面改性, 获得SiO₂ /金属壳-核结构复合粒子。用SEM、 TEM、 RA-IR等方法对磁粉表面SiO₂纳米粒子膜的形貌、 结构进行表征, 并对改性前后磁粉/石蜡复合材料的复磁导率和复介电常数等微波电磁参数进行测试。结果表明: SiO₂纳米粒子吸附在磁粉表面, 形成高电阻率的包覆膜; 将该微粉按质量比(5 ∶ 1)与石蜡复合, 在2~18GHz频率范围内测量介电常数, 与未改性样品比较, 其介电常数实部平均下降约20, 虚部平均下降约7, 而对应的复磁导率变化较小。用金属磁粉制备1mm厚的吸波涂层, 涂层在8dB的吸收带宽由改性前的3.2GHz (7.0~10.2GHz)增加到改性后的7GHz (7.6~14.6GHz), 改善了吸收剂的吸波性能。      

PVP表面修饰羰基铁/CoFe_2O_4核壳纳米结构的制备及低频吸波机理

采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)表面处理羰基铁粉,并将Co~(2+)与Fe~(3+)通过共沉淀技术直接在羰基铁颗粒表面合成CoFe_2O_4,成功制备了三种不同CoFe_2O_4含量的羰基铁/CoFe_2O_4核壳结构粉体。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FTIR)及矢量网络分析仪(VNA)等设备分析了加入CoFe_2O_4前后羰基铁颗粒的形态、组成与电磁性能。结果表明,制备的纳米CoFe_2O_4粉末呈不规则团聚状,CoFe_2O_4大部分包覆于片状羰基铁表面,且随着CoFe_2O_4合成量的增加,包覆层厚度逐渐增大并趋于完全包覆。通过CoFe_2O_4粉末包覆有效降低了羰基铁的介电常数,提高了其低频波段的阻抗匹配特性,实现了铁电和铁磁双性复合吸波效果,改善了其低频吸波性能。利用λ/4干涉相消理论对反射损耗峰频率与电磁参数间的关系进行了研究,并结合界面反射模型及阻抗匹配原理对材料吸波性能进行了分析。     

XPS研究Fe2O3纳米粒子表面包覆无机膜

针形铁黄纳米粒子表面包覆无机物如Si、Co等氧化物形成复合纳米粒子，是改善金属磁性记录粉性能的重要方式。采用ICP，TEM，XPS方法研究复合纳米粒子的表面性质，结果表明包硅复合粒子的表面形成均匀、致密的SiO2薄膜，表面层与基体表面间的界面结构类似异质结，导致粒子的XPS谱图中Fe 2p谱峰发生2.7eV的化学位移；而包钴复合粒子由于钴在铁黄表面的吸附发生在部分晶面上而无法形成均匀、致密的薄膜，XPS谱图主要发生因表面荷电而导致的物理位移。     

铁基纳米晶带材表面TiO2薄膜制备及其磁性能研究

介绍了一种通过溶胶-凝胶法在铁基纳米晶带材表面制备TiO2薄膜的方法,并研究了涂层后对带材的磁性能影响.结果表明,通过溶胶-凝胶法可在带材表面形成一层TiO2薄膜;带材表面变得光滑、平整;涂层后带材的有效磁导率下降,品质因数增加,软磁性能下降;提拉2次得到的薄膜对带材磁性能影响最小.     

Corrosion behavior of friction stir welded AZ31B magnesium alloy with plasma electrolytic oxidation coating formed in silicate electrolyte

A protective ceramic coating of about 50 μm thick on a friction stir welded (FSW) joint of AZ31B magnesium alloy was prepared by plasma electrolytic oxidation (PEO) in silicate electrolyte. Electrochemical corrosion behavior of uncoated and coated FSW joints was evaluated by potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The equivalent circuits of EIS plots for uncoated and coated FSW magnesium alloy were suggested. The corrosion resistance of FSW magnesium alloy depended on microstructure of the FSW joint. The heat-affected zone with severe grain growth was more susceptible to corrosion than the stir zone and base metal. The PEO coating consisted of a porous outer layer and a dense inner layer. The inner layer of PEO coating played a key role on corrosion protection of the FSW joint of magnesium alloy. Meanwhile, corrosion potential, corrosion current density and impedance at different zones of coated FSW joint were almost the same. The PEO surface treatment significantly improved the corrosion resistance of FSW joints of AZ31B magnesium alloy.     

反应条件对SiO_2包覆片状铝粉表面形貌的影响

以硅酸钠(Na2SiO3.9H2O)和片状铝粉为原料,在缓冲溶液中制备SiO2包覆片状铝粉,研究不同pH值、温度、包覆量等对铝粉表面SiO2包覆层形貌的影响;用场发射扫描电镜表征包覆层的形貌,并测定粉体中SiO2的含量。结果表明:溶液pH、温度对包覆层的形貌有较大影响;在反应温度为85℃、pH=9.5的条件下,铝粉表面形成致密、表面平滑的SiO2包覆层。     

Electromagnetic properties of phosphate-coated ferrite composite materials

Sintered ferrite was treated with phosphoric acids to form phosphate-coated powders. The formation of the coating layer was verified by the improvement of oxidation resistance, microscopic morphologies, and evident reduction of conductivity of the powders. The coated powders were then blended with silicone to fabricate composite materials. The electromagnetic properties of the composites at the frequency range of 1?MHz to 1?GHz were investigated and found to be noticeably affected by the surface condition of the powders. The coating layer significantly reduced the imaginary part of permittivity of the composite owing to the improvement of insulation, while the resonance frequency was scarcely affected. The magnetization curves revealed that, compared to the composite containing as-prepared powder, the coated powder filled composites exhibited enhanced demagnetizing field, which consequently contributed to an obvious depression in magnetic permeability. Due to the modification of electromagnetic properties, the phosphate-coated ferrite composites were found to be practical materials as a substrate of radio frequency identification (RFID) metal tag. The impedance measurement results revealed that the phosphate-coated ferrite composites could remedy destructive interference imposed by metal and was beneficial for fabrication of RFID metal tag.     

Capacity stabilization of layered Li0.9Mn0.9Ni0.1O2 cathode material by employing ZnO coating

Li_0.9Mn_0.9Ni_0.1O₂ has been prepared by an ion-exchange process and evaluated as the positive electrode material for lithium-ion battery application. The particles of the oxide have been subjected to surface modification by coating a thin layer of ZnO. Both the ZnO coated and bare samples have been characterized by chemical analysis, powder X-ray diffraction, scanning electron microscopy, EDAX, EDS-dot mapping, cyclic voltammetry, charge–discharge cycling and AC impedance spectroscopy. The physicochemical studies suggest the formation of a layered structure in the oxide with a uniformly dispersed ZnO coating on fine particles. The electrochemical studies suggest a stable discharge capacity of 210 mA h g⁻¹ for ZnO coated oxide over about 50 cycles tested in the studies. By contrast, the capacity of bare oxide decreases rapidly on cycling. The enhanced performance of these electrodes is also reflected in AC impedance studies.     

机械镀Zn-Al合金镀层的耐腐蚀性能研究

为了增强机械镀镀层的耐腐蚀性能,采用机械镀方法,以含铝5%(质量分数)的Zn-Al合金粉为原料,在Q235钢材基体表面制备了Zn-Al合金镀层。利用扫描电镜(SEM)表征了合金镀层的截面和断面形貌;采用极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)分析了合金镀层在3.5%NaCl溶液中的电化学行为;通过中性盐雾腐蚀实验分析了合金镀层的耐蚀性,并采用XRD分析了镀层的盐雾腐蚀产物。结果表明,Zn-Al合金镀层由葫芦状的Zn-Al合金颗粒交错互嵌堆积而成,镀层颗粒之间以类似隼接的连接方式搭接“卡锁”;与机械镀Zn层相比,Zn-Al合金镀层的腐蚀电位正移了209 mV,腐蚀电流密度仅为纯Zn镀层的7.1%左右,极化电阻为纯Zn镀层的14倍;Zn-Al合金镀层的容抗弧半径明显大于纯Zn镀层的弧半径,且Q_dl较纯锌层减小;纯Zn镀层出现白锈和红锈的时间分别为24和362 h,而Zn-Al合金镀层出现白锈和红锈的时间为48和504 h。Zn-Al合金镀层的耐中性盐雾腐蚀性能明显优于纯Zn镀层,合金镀层对电荷转移具有更好的抑制作用,且Zn-Al合金镀层的腐蚀产物结构致密,可增强物理屏蔽功能。