核殼結構復合材料的制備及性能研究.pdf

1、目前常用的微波吸收劑主要有微、超微磁性金屬及合金粉末吸收劑、鐵氧體吸收劑、導電高聚物吸收劑等，吸收劑也在向高效、輕量度化和復合化方向發(fā)展?，F(xiàn)有吸收劑仍存在頻帶窄、效率低、密度大等缺點，應用范圍受到了一定限制，尚難達到吸波涂層“薄、輕、寬、強”的效果。為解決上述難題，本論文提出以陶瓷粉體和金屬Al粉為基核，利用粉體化學鍍和粉體均勻沉淀法涂層新技術制備了四種復合涂層顆粒吸收劑，四種材料都具有紅外/雷達一體化隱身的性能。
　　通過粉體的

2、化學鍍技術在鋇鐵氧體表面化學鍍金屬Ni-P及Ni-Co-P合金，采用正交實驗法優(yōu)化了化學鍍的工藝參數(shù)。得出了鋇鐵氧體表面鍍Ni-P合金的最佳工藝條件為：裝載量4g/L，硫酸鎳30g/L，次亞磷酸鈉20g/L，檸檬酸鈉70g/L，硫酸銨50g/L，反應溫度85℃，pH值為10.0；鋇氧鐵體表面化學鍍Ni-Co-P合金的最佳工藝條件為：裝載量4g/L，硫酸鎳鈷30g/L，硫酸鎳鈷的質量比為1：1，次亞磷酸鈉20g/L，檸檬酸鈉70g/L，硫

3、酸銨50g/L，反應溫度85℃，pH值為10.0；利用XRD、SEM、EDS、IR和矢量網(wǎng)絡分析儀等分析和測試手段，對復合粉末材料進行了表征。結果表明：化學鍍后鋇鐵氧體表面完整的包覆了金屬Ni-P和Ni-Co-P合金層；化學鍍Ni-P和Ni-Co-P合金后鋇鐵氧體復合粉末的紅外發(fā)射率由原來的0.8915降至0.5910和0.5854；鋇鐵氧體粉末的吸波性能很差，Ni-P復合鍍以后，鋇鐵氧體復合粒子對電磁波的吸收明顯提高，在2~18GHz

4、范圍內(nèi)的吸波頻帶拓寬，>10dB的吸收帶寬達到2.8GHz，最大吸收出現(xiàn)在8.0GHz，衰減值為-24.3dB；鈷離子的加入使復合材料的吸收頻帶進一步拓寬，>10dB的吸收帶寬達到3.6GHz，最大吸收出現(xiàn)在9.8GHz，衰減值為-27.2dB。
　　采用正交實驗法優(yōu)化了空心微珠表面化學鍍的工藝參數(shù)，得出了空心微珠表面鍍Ni-P合金的最佳工藝條件為：裝載量6g/L，硫酸鎳60g/L，次亞磷酸鈉30g/L，檸檬酸鈉60g/L，硫酸銨

5、80g/L，反應溫度85℃，pH值為9.0；紅外發(fā)射率和吸波性能測試結果表明：化學鍍Ni-P和 Ni-Co-P合金后空心微珠復合粉末的紅外發(fā)射率由原來的0.9557降至0.5646和0.5879，說明表面改性后空心微珠的紅外隱身性能顯著提高；Ni-P復合鍍以后，空心微珠復合粒子對電磁波的吸收顯著提高，在2~18GHz范圍內(nèi)的吸波頻寬拓寬，>10dB的吸收帶寬達到3.0GHz，最大吸收出現(xiàn)在12.4GHz，衰減值為-13.5dB；鈷離子的

6、加入使空心微珠復合材料的吸波性能進一步增強，吸收頻帶進一步拓寬，>10dB的吸收帶寬達到3.2GHz，>5dB的吸收帶寬則高達7.0GHz，最大吸收出現(xiàn)在9.8GHz，衰減值為-24dB。
　　采用均勻沉淀法制備了NiO/Al復合粒子，以樣品的紅外發(fā)射率為主要考察性能指標，優(yōu)化了紅外透明材料包覆鋁粉復合粒子的制備工藝條件。借助于傅立葉變換紅外光譜儀和矢量網(wǎng)絡分析儀測試表明：NiO/Al復合粒子在8~14μm的紅外發(fā)射率為0.555

7、6；NiO包覆后復合粒子對電磁波的吸收能力顯著提高，衰減最大頻率出現(xiàn)在6.2GHz，衰減值為-20.5dB。
　　本研究通過正交試驗得出了制備ZnS/Al復合粒子的最佳制備工藝參數(shù)為：鋁粉的量1.5g，TAA含量2.0g，反應時間5.0h，反應溫度70℃；傅立葉變換紅外光譜儀和矢量網(wǎng)絡分析儀測試表明：ZnS/Al復合粒子在8~14μm的紅外發(fā)射率為0.4520，ZnS包覆后復合粒子對電磁波的吸收能力顯著提高，衰減最大頻率出現(xiàn)在12