扁平化对FeSi吸波材料微波电磁性能的影响

为阐明吸收剂颗粒形状与吸波材料微波电磁性能之间的关系,采用机械球磨工艺对气雾化球形FeSi合金粉末进行扁平化处理并制成FeSi吸波材料。借助SEM和矢量网络分析仪,研究了球磨时间对FeSi颗粒形貌及1～18GHz内吸波材料电磁参数与吸波性能的影响。结果表明:随着球磨时间的增加,FeSi颗粒的扁平率增大。与未球磨样品相比,球磨32h的FeSi合金吸波材料的ε'在整个频率范围内增大了0.5倍,μ'(在1GHz时)由1.24增大到1.94,μ"(在1GHz时)由1.00增大到1.30。扁平化处理明显改善了FeSi吸波材料的低频吸波性。     

球磨时间对片状铁磁性吸收剂吸波性能的影响

通过电镀法制备片状铁磁性吸收剂,用SEM、XRD等手段对其进行表征。用网络分析仪测试了不同球磨时间下吸收剂样品在2～18GHz的电磁参数,并结合晶粒尺寸因素研究了球磨时间对吸收剂电磁参数的影响,对比了不同球磨时间下吸收剂样品的SEM照片。结果表明：随着球磨时间的增加,片状吸收剂的晶粒尺寸减小,厚度变薄,低频磁导率有所上升,进而能够提高其低频吸波性能。     

FeSi纳米晶片状微波吸收剂研究

采用气体雾化工艺和高能球磨处理技术制备了纳米晶FeSi扁平状颗粒材料。研究了高能球磨处理和热处理工艺对材料微结构、形貌和微波电磁特性的影响。结果表明:高能球磨处理使雾化粉粒形状扁平化并使其晶粒细化,从而使FeSi微粉的微波磁导率显著提高,介电常数被有效控制;热处理后可以进一步改善其微波电磁性能。对该材料制作的涂层吸波性能的测量表明,在4GHz附近微波段具有良好吸波性能。     

NiCuZn铁氧体基复合材料表面波吸波特性研究

制备了可以适用于P波段的NiCuZn铁氧体基复合材料,研究了基于NiCuZn铁氧体的复合型吸波材料对P波段电磁波表面波抑制的影响。并基于Stratton提出的表面波衰减率计算方法,分析了表面波衰减率与吸波材料厚度的关系,研究了不同电磁波铁氧体吸收剂含量的复合型吸波材料所对应的表面波吸波频带。研究结果表明:随着复合材料中铁氧体吸收剂质量占比的增大,其电磁参数均随之增大;当铁氧体与石蜡质量比为5∶1时,厚度为10 mm的复合型吸波材料具有最好的表面波衰减率;吸波材料在570～998 MHz的表面波衰减率均大于20 dB/m。     

取向吸波贴膜电磁性能研究

提高吸波材料的电磁性能,是新型电磁波吸收材料的重要研究内容。采用朗道-利夫希兹-吉尔伯特(LLG)方程、等效媒介理论和传输线理论,分别对随机取向和一致取向吸波贴膜的本征磁导率、等效磁导率和反射损耗进行了计算。计算结果表明当微波吸收剂一致取向时吸波材料的本征磁导率、等效磁导率和反射损耗均有显著提升。通过改变吸波贴膜内部吸收剂空间排布的方式,可以有效地提高吸波贴膜的电磁性能。针对流延法制备吸波贴膜的过程,对刮刀下流延浆料速度曲线和微波吸收剂取向之间的关系进行了分析,通过微波吸收剂的取向张量对吸波贴膜的取向程度进行了表征。通过改变流延过程中的物理参数,可以调控吸波贴膜的取向状态。     

羰基铁粉/二氧化锰复合材料的微波吸收性能

以羰基铁粉(CIP)和二氧化锰为吸收剂,石蜡为基体制备了羰基铁粉/二氧化锰复合材料。在2~18 GHz的微波频段,测量了所制复合材料的介电常数和磁导率,在吸收剂质量分数为80%的基础上,讨论了二氧化锰与羰基铁粉的比例对复合材料吸波性能的影响。结果表明,随着二氧化锰与羰基铁粉质量比的增加,复合材料的磁导率实部和虚部及介电常数实部均逐渐减小,吸收峰向高频方向移动。当?(MnO2:CIP)为2:3时,所制复合材料的吸波性能最好,当涂层厚度为1.5 mm时,其反射损耗(RL)小于-10 dB的带宽达6.7 GHz(10.0~16.7 GHz)。     

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。     

基于钒钛磁铁矿尾矿的发泡陶瓷制备及性能研究

攀西地区铁尾矿的大量堆积严重污染了当地的生态环境。固废基发泡陶瓷吸波材料在解决铁尾矿堆积问题的基础上,推进了发泡陶瓷在吸波材料领域的应用。通过正交试验探索了烧结温度、保温时间和发泡剂掺量对发泡陶瓷物理性能的影响,并综合分析得出优选烧结方案：烧结温度为1190℃,保温时间为60 min,发泡剂掺量为质量分数0.3%。依照此方案制备的发泡陶瓷体积密度为0.23 g/cm³,体积吸水率为0.76%,抗压强度为0.73 MPa,导热系数为0.06 W/(m·K),孔隙率为89.89%。在正交试验制定的工艺基础上,探索了试样厚度对发泡陶瓷吸波性能的影响。研究结果表明：在烧结温度1170℃,吸波剂掺量为质量分数30%时,厚度为15 mm的发泡陶瓷吸波性能最优,在0.5～18 GHz的频率范围内反射损耗降低至-28.58 dB,显示出2.35 GHz的有效吸收带宽。该研究为钒钛磁铁矿尾矿的资源化利用和发泡陶瓷在吸波材料方面的运用提供了参考。     

偶联剂对吸收剂的作用及吸波涂层性能的影响

经偶联剂处理的吸收剂对吸波涂层性能的影响表现在:与粘结剂的润湿性得到改善,将其用于制备吸波涂层,涂层的附着力提高,柔韧性变好,抗冲击强度提高;但吸收剂的复介电常数降低,复磁导率变化不大,吸波涂层的吸波性能降低,在8~18 GHz频段,反射率的增加在0.2~0.4 dB之间。     

吸波材料基体的应用与研究现状

在介绍吸波材料分类与原理的基础上,归纳了目前吸波材料中基体的应用与研究进展,总结了基体材料研究中的问题,指出提高高分子基体的耐温耐候性能、提高无机吸波材料的韧性及增加吸收剂的填充量是今后吸波材料的重要研究方向.     

机械活化燃烧合成AlN-Al_2O_3复合陶瓷粉

在催化剂氯化铵的作用下,将高能球磨机械活化后的工业铝粉置于空气中自燃,制备出了AlN质量分数约为80%的AlN-Al2O3复合粉体。通过对原始铝粉和球磨铝粉的形貌进行对比分析,探讨了球磨对铝粉的机械力化学效应。借助XRD和扫描电镜分析了燃烧产物的物相、形貌和结构,结果表明,生成的AlN颗粒主要集中于燃烧产物中心部,粒径为2μm;生成的Al2O3颗粒则主要分布于燃烧产物外表面,粒径为100nm。     

球磨时间对低温烧结BaO-TiO2-Nb2O5微波陶瓷性能的影响

为实现Ba2Ti3Nb4O18(BaO-TiO2-Nb2O5)材料的低温烧结,添加质量分数为5%的ZnO-B2O3玻璃作助熔剂,研究了行星球磨时间对粉料粒径、陶瓷样品的烧结密度、显微结构和介电性能的影响。结果显示:行星球磨6h的粉料粒径适中(约90nm),用该粉料制备的样品可在900℃致密烧结(>95%理论密度),且介电性能优良(1MHz),εr约为36,tanδ小于4×10–4,电容温度系数为(–5～+5)×10–6/℃;微波介电性能如下:εr约为33,Q为2380(5.998GHz)。     

粒度对CaO-B_2O_3-SiO_2系LTCC材料性能的影响

用行星球磨机把相同原料球磨不同时间后,制得了不同粒度的CaO-B2O3-SiO2系用于制造LTCC的粉体材料;采用统一的固相烧结陶瓷工艺过程把LTCC粉体材料制备成陶瓷;研究了粉体粒度对瓷体晶相组成、微观形貌及析晶温度等物理性能的影响。结果表明,粉体粒度减小有助于烧结,但粒度过小会使液相在烧结过程中过早出现并包裹住未及排出的气体,从而导致瓷体结构不致密。最终确定球磨时间为7h,中位径为1.29μm,比表面积为7.344m2/g的粉体有较好的综合性能,用其制得的LTCC εr为6.053,tanδ为2.33。     

Fe95Nd5合金微波物性研究

采用高频熔炼、快淬甩带和高能球磨的方式制备了Fe95Nd5合金,并通过控制球磨时间来调控合金粉末的微波物性。结果表明:长时间球磨可以减少合金中α-Fe的晶粒尺寸,使其自然共振频率向低频偏移,从而能够提高其低频的磁损耗μ",采用这种后处理工艺可以获得低频高损耗微波吸收材料。     

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。     

旋转对称性对红外超材料完美吸收器特性的影响

研究了超材料完美吸收器的旋转对称性对其吸收特性的影响.吸收器由金属颗粒/电介质/金属薄膜三层结构组成.以最上层是方形金属块为例,并通过在其y方向不同边沿处引入空气孔研究了四重、二重和非旋转对称吸收器的吸收特性.理论结果表明,当入射光偏振平行于x轴或y轴时,四重旋转对称结构有一个完全相同的吸收峰;二重旋转对称结构吸收峰会在入射光偏振平行于x轴时劈裂成两个峰;而无论入射光偏振平行于x轴或y轴,非旋转对称结构的吸收峰都会劈裂成两个峰.不同重数旋转对称性对吸收峰特性影响的结果将有助于设计新型的偏振无关的吸收器.     

色散混合显隐式时域有限差分法的石墨烯仿真

应用色散混合显隐式时域有限差分（hybrid implicit-explicit finite-difference time-domain，HIE-FDTD）法分析了石墨烯的电磁特性.这种方法的时间步长大小不受石墨烯层的剖分网格大小的限制，数值算例表明，HIE-FDTD方法是一种精度较高的有效算法，它的计算时间比FDTD方案大大减少.数值计算结果显示，设计的石墨烯吸收体通过改变石墨烯片的化学势，可以有效地调整吸收体的吸收峰.同时发现，在太赫兹频率下石墨烯吸收体的吸收率显示出一定的周期性并呈现栅形特性，这一特性可以对石墨烯器件的设计生产提供一些思路.     

利用分级球磨改善粉体的分散性

多层片式电感器(MLCI)所用铁氧体材料,其粒度的均匀、正态分布水平,是影响元件成型过程中分散性的关键因素。通过对铁氧体粉料分级球磨技术的研究,实现了片感用铁氧体粉料的均匀、正态分布,平均粒径在0.8μm左右,在粘结剂中具有良好的分散性;同时,利用分级球磨技术还可以缩短生产时间,提高生产效率。     

基于石墨烯的可调谐高吸收率太赫兹超材料

提出一种基于石墨烯的双波段太赫兹超材料吸收体,它由金属-电介质-石墨烯3层超材料结构单元在水平方向上进行周期性拓展而成。仿真结果显示,其在太赫兹波段6.62 THz和 9.36 THz分别产生99.9%和98.9%的高吸收率;通过改变石墨烯的费米能级,可以灵活地控制吸收体的谐振频率和吸收强度,而吸收体的吸收强度也可以利用石墨烯的弛豫时间进行单独控制。另外,研究了吸收体中间介质层厚度和介质损耗对吸收率的影响,这为吸收体初始加工工艺参数的确定提供了依据。研究结果表明,提出的基于石墨烯的太赫兹超材料吸收体结构简单,易于加工,可通过偏置电压或者化学掺杂,简单地实现吸收体的可调谐性,为双波段高吸收率太赫兹超材料吸收体的设计提供了重要参考。