鈦摻雜鋇鐵氧體-羰基鐵粉復(fù)合材料的制備與吸波性能研究.pdf

1、吸波材料在電磁屏蔽，航空航天和隱身技術(shù)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。吸波材料要求吸收性能強、頻率范圍寬、質(zhì)量密度低，對吸波材料進行摻雜復(fù)合是主要研究方向。
　　鋇鐵氧體(BaFe12O19)的居里溫度較高，磁晶各向異性和磁飽和強度較大，有較好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐腐蝕性，磁共振是鋇鐵氧體吸收電磁波主要方式，存在吸收頻帶窄，介電常數(shù)較小等缺點，過渡金屬鈦對鋇鐵氧體的摻雜可以提高其吸波性能。
　　羰基鐵粉(CIP)在8—12GHz的范圍內(nèi)有較好

2、的吸波性能，但是，羰基鐵粉存在質(zhì)量密度高、化學(xué)穩(wěn)定性差等缺點。通常將羰基鐵粉與其他吸波材料復(fù)合來提高其吸波性能。
　　本文用溶膠凝膠法制備了鈦摻雜鋇鐵氧體，然后用物理共混法與羰基鐵粉納米復(fù)合，也嘗試用靜電紡絲法制備了鋇鐵氧體納米纖維。將制得的樣品通過XRD，紅外光譜，掃描電鏡，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀表征。
　　研究的主要結(jié)論：
　　1.溶膠凝膠法制備的鈦摻雜鋇鐵氧體在1100oC溫度下煅燒結(jié)晶良好。少量的鈦摻雜不影響鋇鐵氧體的

3、結(jié)晶，過量的鈦摻雜，會造成體系內(nèi)出現(xiàn)Fe2O3雜質(zhì)。
　　2.鈦摻雜鋇鐵氧體較鋇鐵氧體的吸波性能提高了。當(dāng)鈦摻雜量為x=0.6，涂層厚度為d=4.5mm時，BaFe11.4Ti0.6O19在6.5GHz頻率處達(dá)到最大反射損耗值-16.89dB。
　　3.經(jīng)過對BaFe11.4Ti0.6O19/CIP不同質(zhì)量配比復(fù)合材料的電磁參數(shù)分析，發(fā)現(xiàn)隨著CIP含量的增加，介電常數(shù)的實部逐漸變大，虛部變化不明顯。隨著CIP含量的增加，納米

4、復(fù)合材料磁導(dǎo)率的實部呈增大趨勢；磁導(dǎo)率的虛部增大了，提高了材料對磁場能量的損耗能力，增強了復(fù)合材料的吸波性能。說明該復(fù)合材料的吸波性能增強主要是由磁導(dǎo)率的虛部變化引起的。
　　4.經(jīng)過對不同鈦摻雜量的鋇鐵氧體與CIP質(zhì)量配比為1:0.3的納米復(fù)合材料的電磁參數(shù)的分析，發(fā)現(xiàn)隨著鈦的摻入，介電常數(shù)的實部變大了；介電常數(shù)的虛部基本呈增大趨勢，提高了復(fù)合材料對電場能量的損耗能力。隨著鈦的摻入，磁導(dǎo)率的實部總體呈增大趨勢；磁導(dǎo)率的虛部變大了

5、，提高了材料對磁場能量的損耗能力。說明該復(fù)合材料的吸波性能增強是由介電損耗和磁損耗共同變化引起的。
　　5.通過對質(zhì)量比為BaFe12-xTixO19/CIP=1:0.3的納米復(fù)合材料的吸波性能研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)鈦的摻雜量為x=0.2，涂層厚度d=4.5mm時，復(fù)合材料在5.6GHz頻率處達(dá)到最大反射損耗值-30.71dB。通過控制鈦的摻雜量，與CIP的配比以及涂層厚度，復(fù)合材料可實現(xiàn)在4.6-11.1GHz，11.7-14.4GHz頻