PVP对石墨烯/Fe3O4复合吸波材料形貌及吸波性能的影响

目的研究分散剂PVP对Fe_3O_4在石墨烯表面分散性的影响,以获得吸波性能良好的吸波材料。方法采用溶剂热法制备石墨烯/Fe_3O_4复合吸波材料,通过扫描电子显微镜、X射线衍射分析仪、X射线光电子能谱、矢量网络分析仪等对石墨烯/Fe_3O_4复合吸波材料进行表征,并研究了PVP添加与否在石墨烯/Fe_3O_4复合吸波材料形貌及吸波性能的影响。结果添加PVP后的石墨烯/Fe_3O_4复合吸波材料与未添加PVP的相比,Fe_3O_4在石墨烯表面的团聚现象明显减少,尺寸显著减小。通过计算机模拟反射率,未添加PVP的石墨烯/Fe_3O_4复合吸波材料在匹配厚度d=2.00 mm时,在16.25 GHz处达到最大反射损耗-18.79 dB,复合材料反射损耗小于-10 dB的频带宽度可达4.1 GHz。添加PVP的复合材料在匹配厚度d=2.00 mm时,在16.25 GHz处达到最大反射损耗-25.88 dB,复合材料反射损耗小于-10 dB的频带宽度可达4.5 GHz,相比未添加PVP的复合吸波材料,反射损耗小于-10 dB的频带宽度增加0.4 GHz,最大反射损耗提高7.09 dB。结论 PVP能提高Fe_3O_4在石墨烯表面的分散性,并在石墨烯表面形成良好的导电网络,使复合材料的吸波性能明显提升。     

BaFe_(12)O_(19)/BaTiO_3复合材料的制备及微波性能

采用溶胶凝胶法制备了钛酸钡(BaTiO_3, BTO)和钡铁氧体(BaFe_(12)O_(19), BFO)复合粉体.研究了该粉体的结晶情况、相结构、形貌及吸波性能.XRD结果表明,复合粉体的相结构与BFO粉体的相结构接近,但与BTO含量和烧结温度密切相关.SEM结果表明,复合粉体由微米晶粒和纳米晶粒组成,随着烧结温度的升高颗粒尺寸增大.吸波性能测试表明,粉体在500 MHz～18 GHz频率范围有多个吸收峰,BTO的加入明显改善了材料的吸波性能.     

热喷涂纳米β-SiC/LBS涂层的吸波性能

应用喷雾造粒技术对纳米β-SiC/LBS复合吸波粉末进行团聚造粒,采用超音速火焰喷涂工艺制备高温纳米复合吸波涂层,并对复合涂层性能进行研究.结果表明,颗粒状β-SiC弥散在半熔融状态的LBS中形成涂层.涂层与基体的结合强度为8.46 MPa,拉伸过程中,涂层从内部撕裂,并表现为脆性断裂.与普通陶瓷吸波涂层相比,复合涂层的吸波性能得到扩展;随着涂层厚度的增加,复合涂层对电磁波的衰减能力将从高频向低频移动.受到涂层抗拉强度的限制,复合涂层的厚度应该小于1 mm.纳米β-SiC含量(质量分数)为46%时,复合涂层的电磁波反射率系数达到-13 dB;当在涂层厚度相同而微波频率大于14 GHz时,复合涂层的电磁波反射率系数均小于-10 dB.数值模拟结果表明,当β-SiC质量含量为46%时,复合涂层的吸波性能最佳.     

石墨烯/NiZn铁氧体软磁复合材料的制备及吸波性能的研究

采用静电纺丝法制备不同成分的NiZn铁氧体纳米纤维,然后采用超声法将其与还原氧化石墨烯(RGO)溶液合成得到石墨烯/Ni_xZn_((1-x))Fe_2O_4(x=0,0.3,0.5)软磁复合材料,并使用XRD、SEM和VNA(矢量网络分析仪)等设备对其吸波性能进行表征。实验结果表明:x=0.5时,石墨烯/Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4复合材料在6.28GHz频率下的反射损耗(RL)可达极值-41.51dB,与其相对应的试样厚度仅为4.0mm,且低于-10dB的频宽可达2.53GHz。由于RL值低于-10dB表示超过90%的入射电磁波可以被吸收,故石墨烯/Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4复合材料具有较好的吸波性能。     

Sr0.8Re0.2Fe11.8Co0.2O19(Re=La,Nd)的制备、表征及吸波性能

采用溶胶凝胶法,制备Sr0.8Re0.2Fe11.8Co0.2O19(Re=La,Nd)复合铁氧体。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、振动样品磁强计和矢量网络分析仪表征粉体的结构及电磁性能。结果表明:得到的粉体为纯净的磁铅石型铁氧体,La3+掺杂样品的各项性能明显改善。在室温条件下,稀土离子掺杂后样品的Ms受到稀土离子掺杂的影响较小,Hc则明显提高;La^3+掺杂样品和Nd3+掺杂样品的Ms值接近,前者的Hc值则明显强于后者的,Sr0.8La0.2Fe11.8Co0.2O19的Ms和Hc分别为58.08A m^2/kg和362.0kA/m。稀土离子掺杂使铁氧体样品的复介电常数(ε′和ε″)增大,与Nd3+掺杂样品相比,La3+掺杂样品的介电损耗和磁损耗改善更为明显。利用传输线理论优化设计时发现,在1.2~2.4 mm之间,随着厚度的增加,Sr0.8La0.2Fe11.8Co0.2O19的反射率峰值先减少后增加,逐渐向低频移动;在厚度为2.0 mm时,其反射率峰值达到最小值为27.8 dB(11.8 GHz),小于10 dB的吸波带宽为5.2 GHz(9.5~14.7 GHz)。     

NiFe1 . 98Nd0 . 02O4-Fe 双层吸波涂层设计及制备

目的制备高性能NiFe1.98Nd0.02O4-Fe双层吸波涂层。方法采用溶胶凝胶自燃烧法制备钕掺杂NiFe1.98Nd0.02O4。借助X射线衍射仪、扫描电镜和矢量网络分析仪对NiFe1.98Nd0.02O4和羰基铁的结构、形貌、电磁参数进行测试分析。采用遗传算法对NiFe1.98Nd0.02O4-羰基铁双层涂层的厚度进行优化设计。结果以环氧树脂为基体,以羰基铁和NiFe1.98Nd0.02O4为吸波剂的双层吸波涂层具备较好的吸波性能,厚度约1 mm,反射率在9.25~11.35 GHz范围内均小于-10 dB。结论 NiFe1.98Nd0.02O4层和羰基铁层在吸波性能上有很好的互补性,理论优化结果和实验结果相同。     

热处理对锶铁氧体微结构及吸波性能的影响

采用溶胶凝胶自燃烧法,在不同煅烧温度条件下制备了六角锶铁氧体粉体,对其结构、形貌和电磁参数进行了分析。通过绘制匹配解析图,求得各锶铁氧体所得涂层的最佳匹配厚度和最佳匹配频率,并利用传输线理论计算了最佳条件下样品的吸波效果。结果表明:热处理温度对锶铁氧体的结构和形貌有很大影响,以5℃/min升温时,随着煅烧温度升高,颗粒由米粒状逐步转化为完美的六角片状;热处理温度对锶铁氧体吸波性能的影响也较大,1 000℃的样品吸波效果最好,当匹配厚度为5.2mm时,低于-5dB的带宽为4.5GHz,最大吸收峰值为-38dB。     

功能纤维织物的制备及其吸波性能

利用功能纤维和涤纶2种材料混纺,并根据不同编织工艺,制备出4种功能织物.分别研究了4种织物在8～12 GHZ和26.5～40 GHz频段范围内的吸波性能,并对其吸波性能进行了比较.结果表明:在相同含量时,使用功能纤维3做成的织物吸波性能最好;在4种结构中,网格平纹布的吸渡性能最佳,当功能纤维质量分数为4%左右时,在8～12 GHZ范围内,反射衰减都低于-18 dB,最大反射率衰减为-21 dB,在26.5～40GHz范围内,反射衰减都低于-19 dB,最大反射衰减为-26 dB.     

MnAl粉体微波吸收特性的研究

采用电弧熔炼和高能球磨以及回火热处理工艺制备了Mn55Al45合金粉体,使用SEM、XRD和网络矢量分析仪分析了球磨时间和回火温度对Mn55Al45合金微粉的形貌、相结构及吸波性能的影响。结果表明：随球磨时间增加,粉体中Al2Mn3和Al11Mn14的相对含量会随之而增加;粉体的复介电常数虚部、复磁导率虚部的共振峰频率和吸收峰频率都随球磨时间的增加而逐渐向低频移动,球磨18 h的粉体有很好的频宽效果; 球磨24 h时,反射率峰值在16 GHz处达到 -28 dB。随回火温度的增加,粉体中的Al2Mn3增多,球磨 18 h后和 经400 ℃回火处理的粉体,在 6 GHz～ 18 GHz频段内有较好的综合吸波性能。在吸波涂层厚度d=2.0 mm 下, 400 ℃回火处理的粉体在17 GHz频率处具有最小反射率值为-26.4 dB。     

羰基铁/NiLa_(0.02)Fe_(1.98)O_4双层宽频吸波体的构建及实现

根据电磁波传输线理论和阻抗匹配原理,设计羰基铁(CIP)/NiLa_(0.02)Fe_(1.98)O_4双层复合吸波材料,并以环氧树脂为基体制备相应的性能优异的吸波涂层。使用XDR和SEM对粉末和涂层的结构进行表征。通过同轴法测定CIP和NiLa_(0.02)Fe_(1.98)O_4的电磁参数,借助MATLAB软件,计算面层与底层不同厚度和不同次序条件下的反射率。结果表明:Ni La_(0.02)Fe_(1.98)O_4作为面层,CIP作为底层时可以极大地拓展涂层的吸收带宽和减小反射率峰值。以NiLa_(0.02)Fe_(1.98)O_4为面层,CIP为底层,厚度分别为1.5和0.6 mm时,涂层的吸波效果最好,反射率峰值为-38.2 dB,小于-10 dB频宽为13.4 GHz。制备的涂层中吸波剂总体分散良好,无明显缺陷。通过实验值和理论值的比较,验证优化结果的准确性,实现在较小厚度和较宽频带下,吸波涂层有较强吸收的要求。     

TiB2-SiC粉末喷雾造粒及其等离子喷涂沉积机理研究

利用喷雾干燥对TiB_2-SiC复合粉末进行造粒,研究了浆料固含量、粘结剂含量及SiC含量对喷雾干燥粉体颗粒形貌等的影响。采用大气等离子喷涂技术,以抛光的石墨为基体,在不同预热温度和不同喷距下对TiB_2-SiC粉末进行粒子收集,研究不同工艺参数对TiB_2-SiC粒子铺展形貌的影响,并制备了TiB_2-SiC涂层。结果表明:当浆料固含量为50%,粘结剂含量为5%,SiC含量为10%时,喷雾造粒获得球形度高、流动性好的TiB_2-SiC粉末;随着基体预热温度的升高,喷距的增大,扁平粒子的溅射逐渐减弱,形成规则的圆盘状粒子;在等离子焰流作用下,TiB_2-SiC粒子熔化加速并与基体发生碰撞,熔融粒子扁平化,急速冷却凝固,不断堆叠、搭接为宏观涂层。     

TOUGHENING OF IN SITU SYNTHESIZED MoSi_2-SiC COMPOSITE AT ROOM TEMPERATURE

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LaB_6和La_2O_3添加剂对ZrB_2-SiC超高温陶瓷结构与性能的影响

采用SPS工艺制备添加La_2O_3或LaB_6的ZrB_2-SiC陶瓷,测量试样的密度和力学性能,利用扫描电镜和透射电镜观察试样的微观形貌,研究添加镧的不同化合物对ZrB_2-SiC陶瓷显微结构和力学性能的影响,分析添加量对材料力学性能的影响.同时对ZrB_2-SiC-La_2O_3和ZrB_2-SiC-LaB_6陶瓷进行热处理,考察热处理对其力学性能的影响.结果表明,加入2.5%或5%(质量分数, 下同)的La_2O_3或LaB_6添加剂后,材料的室温强度、高温强度、断裂韧性都比无添加剂时要高;当含量相同时,加入LaB_6比La_2O_3更有利于提高陶瓷材料的室温强度;当添加剂的含量为2.5%时,材料的室温强度比较好,当添加剂的含量为5%时,材料的高温强度和断裂韧性比较高.热处理可以提高ZrB_2-SiC-La_2O_3和ZrB_2-SiC-LaB_6陶瓷材料的高温强度.     

铝硅合金表面复合化学镀(Ni-B)-SiC的研究

研究了在铝合金(LG12)表面上复合化学镀(Ni-B)-SiC镀层工艺,对影响镀层镀速的几大因素进行了探讨,确定在铝硅合金上复合化学镀(Ni-B)-SiC的最佳工艺及相关参数.同时对该工艺下获得的复合镀层结构性能进行了研究.结果表明,分散相SiC的嵌入基本没有改变Ni-B基质合金原有的非晶结构.450℃热处理后,复合镀层向晶体结构转变,镀层硬度值HV14737,达到最大.     

Synthesis of ZrO2-SiC composite powder and effect of its addition on properties of Al2O3-C refractories

ZrO2-SiC composite powder was synthesized by carbothermal reduction of zircon in argon atmosphere, and it was used as the additive to prepare Al2O3-C refractories. The effects of heating temperature on the synthesis process and the addition of the synthesized composite powder on the properties of the Al2O3-C refractories were investigated. The results show that the synthesized composite powder can be easily obtained by heating the mixture of zircon and carbon black at 1 873 K for 4 h in argon atmosphere, and the relative contents of ZrO2 and SiC in sample reach about 83.7% and 16.3%, respectively. The bulk density, crushing strength and thermal shock resistance of the Al2O3-C refractories can be improved obviously by the addition of the synthesized ZrO2-SiC composite powder.     

包裹Yb_2O_3的ZrB_2-SiC复合材料无压烧结

采用沉淀法制备了表面包裹Yb_2O_3的ZrB_2-SiC-Yb_2O_3复合粉体(不同含量的Yb_2O_3作为烧结助剂),并在1900℃无压烧结制备了ZrB_2-SiC-Yb_2O_3复合材料.研究Yb_2O_3添加量对复合材料致密化和性能的影响.结果表明,Yb_2O_3的添加在促进ZrB_2-SiC烧结致密的同时,也提高了ZrB2-SiC复合材料的力学性能.添加10% Yb_2O_3(质量分数, 下同)的ZrB_2-SiC复合材料的相对密度为89%,抗弯曲强度为158 MPa,断裂韧性为2.95 MPa·m~(1/2).     

纳米SiC/SiO_2复合体系的高温减摩抗磨性能研究

用SRV摩擦磨损试验机考察了纳米SiC/SiO_2复合体系的高温抗磨减摩性能.结果表明,在连续加载高温试验中,SiC/SiO_2复合体系在较低负荷下摩擦系数改善不明显,但当SiC/SiO_2之比为0.5时能明显改善基础油在高温高负荷条件下的减摩性能.在50 N恒定载荷,温度为200和400 ℃时,SiC/SiO_2复合体系对基础油的高温减摩抗磨性能都有不同程度的提高,其中当SiC/SiO_2之比为0.1时最为明显,其抗磨性能分别提高了90%和76%.     

外加FeSi75对Sialon-Si_3N_4-SiC耐液固两相流冲蚀磨损的影响

以工业级Si_3N_4粉、FeSi75合金粉、Al_2O_3微粉、SiC颗粒等为原料,在最终温度1450 ℃下保温3 h,氮化反应烧成制备了Sialon-Si_3N_4-SiC复相耐磨材料.采用XRD、SEM等方法分析研究了外加FeSi75合金粉在0%～20%(质量分数, 下同)范围内的不同加入量对制得的复相耐磨材料性能和液固两相流冲蚀磨损的影响.结果表明:当外加FeSi75合金粉达到20%时,试样的体积密度为2.54 g/cm~3,抗弯强度达到71.38 MPa.随着FeSi75合金粉的增加,其耐液固两相流冲蚀磨损性能得到改善,加入20%FeSi75合金粉的试样,在相同实验条件下具有比95 Al_2O_3瓷更优的耐液固两相流冲蚀磨损的性能.     

Si_3N_4-SiC复相耐磨材料的冲蚀磨损性能

以Si粉和SiC为原料,采用半干法冷等静压成型,通过反应烧结成功制备了Si_3N_4-SiC复相耐磨材料.并将其和95Al_2O_3耐磨陶瓷在以水和SiC混合颗粒为冲蚀介质实验条件下,进行液固两相流冲蚀磨损对比实验.结果表明:原料中Si粉加入量为40%～80%(质量分数)试样的耐冲蚀磨损性能优于95Al_2O_3耐磨陶瓷.原料中Si粉加入量为70%试样的耐固液两相流冲蚀磨损性能最好,在平均线速度分别为132和67 m/min的实验条件下的冲蚀率分别仅为0.87%和0.30%.此外,通过SEM观察了冲蚀后试样的显微形貌,探讨了其耐液固两相流冲蚀磨损的机理.     

包覆结构CeO_2/SiO_2复合磨料的合成及其应用

以正硅酸乙酯水解所得的SiO_2微球为内核,采用均匀沉淀法制备具有草莓状包覆结构的CeO_2/SiO_2复合粉体.利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪(XPS)、动态光散射仪和Zeta电位测定仪等手段,对所制备样品的物相结构、组成、形貌和粒径大小进行表征.将所制备的包覆结构CeO_2/SiO_2复合粉体用于硅晶片热氧化层的化学机械抛光,用原子力显微镜(AFM)观察抛光表面的微观形貌,测量表面粗糙度,并测量材料去除率.结果表明:所制备的CeO_2/SiO_2复合颗粒呈规则球形,平均粒径为150~200 nm,CeO_2纳米颗粒在SiO_2内核表面包覆均匀.CeO_2颗粒的包覆显著地改变复合颗粒表面的电动力学行为,CeO_2/SiO_2复合颗粒的等电点为6.2,且明显地偏向纯CeO_2;CeO_2外壳与SiO_2内核之间形成Si-O-Ce键,两者产生化学键结合;抛光后的硅热氧化层表面在2 μm×2 μm范围内粗糙度为0.281 nm,材料去除率达到454. 6 nm/min.