片狀Co@SiO2顆粒的制備及電磁吸波性能.pdf

1、鐵磁金屬顆粒由于具有高飽和磁化強度、微波磁導率高并且具有多重損耗機制，因而在吸波材料領域受到廣泛關注。其中，鈷基吸波材料具有極高居里溫度，但同時暴露于高溫下易氧化，電磁性能有待進一步改善。本文通過行星球磨方法獲得了片狀鈷粉，并對球磨粉體進行了氫熱處理，同時對原始和球磨粉體進行了二氧化硅包覆。通過調整球磨、氫熱處理以及二氧化硅包覆工藝參數(shù)實現(xiàn)了對粉體尺寸、形貌、顆粒缺陷以及物相成分的調控，此外，探索并初步確定了鈷粉微觀組織結構與其高溫抗氧

2、化性、靜態(tài)磁性能以及電磁性能之間的聯(lián)系。另外，通過傳輸線理論以及多層涂層遺傳算法設計對單層以及多層涂層的吸波性能進行了評價，并對多層涂層進行了寬頻和靶向設計。
　　球磨過程中，球形鈷粉隨著球磨時間增加逐漸變成大片狀，寬厚比增加，在一定時間后大片狀變成細片狀，顆粒最大尺寸在40μm，厚度約1μm。球磨后，原始雙相鈷粉變成單相密排六方的鈷粉，同時缺陷增加，結合氫熱處理可以逆轉以上變化，物相的變化也正是其矯頑力發(fā)生明顯改變的原因。

3、>　　通過多次二氧化硅的包覆明顯提升包覆后粉體的抗氧化性。包覆對球形鈷粉的抗氧化性提升效果明顯好于球磨鈷粉，單次包覆抗氧化溫度可在600℃，而多次包覆后可在800℃以上。
　　電磁性能測試表明鈷粉的電磁性能與粉體形貌尺寸、顆粒缺陷以及顆粒分散狀態(tài)密切相關。寬厚比大的大片狀粉體呈現(xiàn)出更高的介電常數(shù)和磁導率，氫熱處理導致缺陷減少，電磁參數(shù)因此降低。顆粒的分散狀態(tài)同時與顆粒的形貌和體積分數(shù)密切相關。隨著吸收劑填充率增加，粉體更易團聚；大

4、片狀的顆粒相對于球形顆粒更易搭接團聚。團聚導致介電常數(shù)會急劇的增加，而磁導率實部也會由于團聚體的渦流效應在高頻段明顯下降。通過二氧化硅包覆隔絕顆粒的有效團聚，能夠有效抑制介電常數(shù)急劇增加，同時抑制團聚體的渦流效應。
　　通過球磨氫熱處理以及二氧化硅包覆處理，含鈷粉的單層涂層的吸波性能明顯改善。球磨后的不同球磨時間的粉體可以實現(xiàn)2-18GHz內不同波段的良好吸波性能。調整吸收劑比例可以進一步實現(xiàn)對吸波性能的調控，氫熱處理和二氧化硅包

5、覆能夠改善阻抗匹配，使得吸波性能峰值增加，但是吸收峰頻率會移向高頻。其中，球磨轉速為450rpm時，球磨4小時和16-20小時的粉體在X、Ku波段吸波性能良好，而球磨8-12小時的粉體在S、C波段吸波性能良好。具體而言，以球磨20h粉末為填充劑制備的2.5mm涂層在8GHz呈現(xiàn)出-33dB的吸收峰值，同時有效吸收帶寬（<-10dB）包含6-10GHz。
　　多層吸波涂層設計時結合遺傳算法優(yōu)化能夠充分利用各類吸波材料的電磁波吸收特征