低頻鐵基復(fù)合吸波材料的制備及電磁特性研究.pdf

1、雷達(dá)波吸波材料在民用通訊與軍事隱身等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，雷達(dá)波低頻S波段（1.5～3.5GHz）的隱身及反隱身應(yīng)用在目前越來越受到重視，民用3G、4G通訊也落在此頻段，其應(yīng)用技術(shù)仍然是一個(gè)瓶頸。因此，研究在雷達(dá)波低頻S波段具有良好的吸波特性的吸波材料是十分必要和迫切的。
　　羰基鐵具有良好的溫度穩(wěn)定性和較高的雷達(dá)波磁導(dǎo)率，而且工業(yè)技術(shù)成熟，是研究較多的吸波材料之一，但其雷達(dá)波低頻吸波性能還有待提高。
　　本研究通過通過包覆及

2、添加非磁和磁的絕緣體制備雷達(dá)波低頻羰基鐵/SiO2和羰基鐵/MnZn鐵氧體復(fù)合吸波材料，調(diào)控其電磁參量，從而改善復(fù)合材料的吸波性能，通過SEM、XRD、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀等表征手段，分析其微觀形貌、相結(jié)構(gòu)、微波電磁參量等特性，研究獲得的樣品在雷達(dá)波低頻S波段的吸波性能，最后通過傳輸線的理論，分析其低頻S波段反射損耗（RL）。
　　通過溶膠凝膠法制備高性能SiO2/片狀羰基鐵復(fù)合吸波材料，首先通過球磨工藝獲得具有片狀結(jié)構(gòu)的羰基鐵吸波材料

3、，然后通過添加不同含量的前軀體正硅酸乙酯（硅28）來獲得SiO2/片狀羰基鐵復(fù)合材料。研究結(jié)果表明：不同含量所得到的SiO2/羰基鐵樣品復(fù)合粉末均呈現(xiàn)扁平狀的疏松結(jié)構(gòu)，隨著硅28量的增多片狀粉末的厚度有所增加；但XRD顯示復(fù)合材料仍然為體心-Fe相結(jié)構(gòu)，隨著硅28含量的增多，樣品衍射峰的強(qiáng)度有所減小；復(fù)合材料的電磁參數(shù)隨著硅28含量的增加有明顯的變化，吸波材料的反射損耗峰向低頻移動(dòng)與介電損耗值的增加密切相關(guān)，這有利于改善復(fù)合材料的低頻吸

4、波特性。不同含量的前軀體最大反射損耗峰都出現(xiàn)在低頻，體現(xiàn)了較好的低頻吸波性能，當(dāng)涂層厚度為1mm，硅28為6ml時(shí)，SiO2/羰基鐵復(fù)合粒子損耗峰頻率最低，在4GHz時(shí)其RL達(dá)到-7.5dB。
　　通過球磨法制備羰基鐵/SiO2復(fù)合材料，分別以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％、2%、3%、4%的SiO2添加到羰基鐵原料中，球磨30h。結(jié)果顯示：SiO2和羰基鐵粉末經(jīng)高能球磨后形成具有扁平狀形貌的疏松結(jié)構(gòu)的復(fù)合粒子，隨著SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增多包覆后的

5、羰基鐵團(tuán)聚現(xiàn)象有所改善，顆粒的高分散性提高了羰基鐵的分散特性，從而降低了復(fù)合材料的介電常數(shù)。XRD顯示樣品物相仍然為-Fe相，介電常數(shù)相應(yīng)增加，磁導(dǎo)率則有所下降。當(dāng)厚度為2.5mm時(shí)，各質(zhì)量分?jǐn)?shù)的SiO2/羰基鐵復(fù)合粒子的反射損耗峰都出現(xiàn)在1.5～3.5GHz，且隨著SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，復(fù)合粒子的吸收損耗峰向高頻移動(dòng)，最小吸收損耗峰值隨之減少。當(dāng)SiO2添加的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%時(shí)，樣品具有最佳反射損耗，在3.72GHz時(shí)其反射損耗達(dá)到-

6、22.32dB。
　　最后是利用球磨工藝制備羰基鐵與MnZn鐵氧體復(fù)合低頻吸波材料，研究摻雜不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)（2%、4%、6%、8%）的MnZn鐵氧體復(fù)合吸波材料的低頻電磁參量變化規(guī)律。MnZn鐵氧體相比于羰基鐵具有較低的介電常數(shù)（絕緣體）和低的磁導(dǎo)率，球磨制備的復(fù)合吸波材料能夠取長(zhǎng)補(bǔ)短，降低介電常數(shù)的同時(shí)又不至于過多的降低磁導(dǎo)率，通過綜合平衡這兩種吸波材料的電磁參數(shù)，可以得到在低頻S頻段具有較高的磁導(dǎo)率和合適大小的介電常數(shù)，實(shí)現(xiàn)電磁

7、調(diào)控的目的，達(dá)到較佳的低頻介電匹配，提高復(fù)合材料的低頻吸波性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：隨著MnZn鐵氧體含量的增多包覆后的羰基鐵團(tuán)聚現(xiàn)象有所改善。XRD顯示物相仍然為-Fe相，介電常數(shù)隨著MnZn鐵氧體質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加先增加再降低，磁導(dǎo)率也呈現(xiàn)相同變化。通過傳輸線理論分析，隨著MnZn鐵氧體質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加反射損耗峰先向低頻移動(dòng)再向高頻移動(dòng)。當(dāng)涂層厚度為2.5mm，MnZn鐵氧體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為為6%時(shí)，MnZn鐵氧體/羰基鐵復(fù)合粒子損耗峰頻率最低，在1