SrFe12O19-AFe2O4磁性納米復(fù)合材料的吸波性能研究.pdf

1、具有吸收電磁波特性的材料,在近幾年,已成為材料研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。對(duì)于理想的吸波材料,對(duì)材料特性要求是具有強(qiáng)吸收、吸收頻段寬、材料厚度薄、重量輕等特點(diǎn)。但是,到目前為止,還沒有找到一種吸波材料能夠滿足這些特性要求。因此,對(duì)現(xiàn)有吸波材料進(jìn)行恰當(dāng)設(shè)計(jì)和改性就成了吸波材料研究的重點(diǎn)。六角晶M型鍶鐵氧體吸波材料,因其自然共振頻率較高,在高頻下不容易產(chǎn)生趨膚電流,介電常數(shù)也比較小,可與其它吸波材料混合使用來對(duì)吸波涂層的電磁參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)而成

2、為極其重要的一類電磁波吸波劑。另一方面,它的不足之處是吸波性能對(duì)制備工藝的敏感性很強(qiáng)。要進(jìn)一步顯著提高單一鐵氧體材料的磁導(dǎo)率μr很困難。而尖晶石型鐵氧體吸波材料具有良好的溫度穩(wěn)定性,具有最高的飽和磁化強(qiáng)度MS,其微波磁導(dǎo)率較大,優(yōu)點(diǎn)非常明顯。但是尖晶石型鐵氧體吸波材料在微波波段頻率下,因?yàn)槭堋摆吥w效應(yīng)”的限制,粒度不能太大,而且粒度要分布均勻,其體積分?jǐn)?shù)也不能過大。由此可知,磁鉛石型鐵氧體吸波材料與尖晶石型鐵氧體吸波材料相比較,電磁特性

3、具有很強(qiáng)的互補(bǔ)性,如果把二者有效和適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合起來,有可能制各出高效的吸波劑。為此,本文著重討論了設(shè)計(jì)和制備新一類型軟磁尖晶石型鐵氧體包覆硬磁鍶鐵氧體的“核殼型”電磁波吸波材料。設(shè)計(jì)和制備這種吸波材料的“核殼型”復(fù)合粒子的出發(fā)點(diǎn),就是利用二者在其電磁性能上的互補(bǔ)性,并且希望能夠充分發(fā)揮復(fù)合形式的作用,即“核殼型”結(jié)構(gòu)以及“核”和“殼”的各種特殊界面效應(yīng),使這種復(fù)合結(jié)構(gòu)也能對(duì)電磁波的吸收做出明顯貢獻(xiàn)。
　　 本文首先通過不同制備方法

4、之間的對(duì)比,得出溶膠凝膠法的優(yōu)越性。然后在傳統(tǒng)制備工藝方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn),制備出了尖晶石型鐵氧體和磁鉛石型鐵氧體納米粉;之后分別以兩種不同材料作為核,以另外一種材料作為殼,采用改進(jìn)后的凝膠工藝方法,制備出了包覆型納米復(fù)合顆粒。對(duì)樣品用XRD、SEM、TEM和VSM以及矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀等分析方法和手段,對(duì)顆粒的形貌和吸波性能進(jìn)行了檢測和分析。
　　 檢測和分析結(jié)果顯示:
　　 1.采用共沉淀法和傳統(tǒng)的溶膠凝膠法這兩種不同

5、方法制備出的納米顆粒,其粒徑都會(huì)著隨溫度的升高而增大,但是,溶膠凝膠法制備出的樣品的顆粒粒徑小、且分布均勻;在溶膠凝膠法制備過程中,對(duì)比以硝酸鹽為原料和以乙酸鹽為原料制備出的樣品,后者的粒徑比較小。
　　 2.在溶膠凝膠法制備過程中,加入葡萄糖和丙烯酰胺后,制備出磁鉛石型SrFe12O19納米粉,雖然納米顆粒的粒徑也會(huì)隨溫度升高而增大,但是,與改進(jìn)前相比較,樣品的顆粒粒度均勻、粒徑小、分散性也得到較大改善。
　　 3.采

6、用改進(jìn)后的網(wǎng)絡(luò)凝膠法,以磁鉛石型SrFe12O19為核,制備出系列核/殼結(jié)構(gòu)SrFe12O19/AFe2O4納米粉,在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),在核/殼質(zhì)量比為1:2、退火溫度為1050℃條件下熱處理10小時(shí)、升溫速率保持在10℃/min時(shí),得到的顆粒呈球形、分散性好、粒徑在30-45nm左右,且分布均勻。隨著復(fù)合材料中核材料SrFe12O19質(zhì)量的減小,質(zhì)量磁化強(qiáng)度(Ms)的值從SrFe12O19核心材料的42.6emu/g增加到SrFe12O19

7、/NiFe2O4納米復(fù)合材料的51.4emu/g。而SrFe12O19/NiFe2O4納米復(fù)合材料的內(nèi)稟矯頑力(Hc)是336Oe,在SrFe12O19(5395Oe)和NiFe2O4(160Oe)之間。當(dāng)SrFe12O19/NiFe2O4納米復(fù)合粉體的質(zhì)量比為1:2時(shí),吸波性能達(dá)到最大值9dB,是一種性能優(yōu)良的吸波劑。
　　 4.以AFe2O4為核,制備出核/殼結(jié)構(gòu)AFe2O4/SrFe12O19(A為Ni、Zn、Co)納米粉