Ce2Fe17N3-δ稀土金屬間化合物制備及其微波吸收性能研究.pdf

1、隨著電子設(shè)備的大量使用以及雷達(dá)通訊和探測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展，電磁環(huán)境污染對(duì)信息安全、電磁干擾和人體健康危害日益嚴(yán)重，電磁波吸收材料在民用和軍事領(lǐng)域有著重要而廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前微波吸波材料的發(fā)展趨勢(shì)是“薄，輕，寬，強(qiáng)”，這要求吸波材料在高頻下仍保持高的磁導(dǎo)率和自然共振頻率，以及適中的介電常數(shù)。傳統(tǒng)磁性材料由于受到Snoek極限限制，因其較小的磁晶各向異性能和飽和磁化強(qiáng)度，已無(wú)法全面滿足吸波材料研發(fā)和應(yīng)用需求。
　　本文中以具有平面磁晶各向

2、異性和較大飽和磁化強(qiáng)度的Ce2Fe17N3-δ稀土金屬間化合物為研究對(duì)象，采用先氮化再球磨的方法優(yōu)化了制粉實(shí)驗(yàn)條件，成功地制備出Ce2Fe17N3-δ微粉;研究了磁粉濃度、磁場(chǎng)取向?qū)e2Fe17N3-δ/硅膠復(fù)合材料高頻磁性和微波吸收性能的影響;運(yùn)用四分之一波長(zhǎng)(λ/4)界面反射模型闡明了復(fù)合材料高頻磁性和微波吸收性能的演變規(guī)律和形成機(jī)理，主要結(jié)論如下:
　　首先，利用快淬制帶結(jié)合球磨和氮化工藝，成功制備出磁粉粒徑分布為3～5μ

3、m的Ce2Fe17N3-δ微粉。研究了快淬制帶工藝參數(shù)對(duì)成相均勻性影響，粗破碎后在氮化壓力為0.8MPa條件下在470℃氮化1h，獲得了磁粉飽和磁化強(qiáng)度為149emu/g、矯頑力為60Oe和氮原子個(gè)數(shù)為3±0.14的Ce2Fe17N3-δ微粉。
　　其次，系統(tǒng)研究了磁粉體積濃度(Vc)對(duì)Ce2Fe17N3-δ/硅膠復(fù)合材料高頻磁性及微波吸收性能的影響。研究發(fā)現(xiàn):當(dāng)Vc＜30％時(shí)復(fù)合材料電磁參數(shù)隨Vc近似呈線性增大;Vc＞30％時(shí)復(fù)

4、合材料介電常數(shù)實(shí)部、虛部均快速增大。當(dāng)Vc=25％時(shí)，Ce2Fe17N3-δ/硅膠復(fù)合材料在X波段展現(xiàn)出優(yōu)異的微波吸收性能:在f=9.97GHz、t=1.72mm時(shí)最佳反射損耗值達(dá)到-60.5dB，RL＜-10dB的頻寬為5.24GHz，覆蓋了整個(gè)X波段，表明易面稀土Ce2Fe17N3-δ復(fù)合材料適用于高頻的微波吸收。復(fù)合材料反射損耗吸收峰峰值頻率以及對(duì)應(yīng)厚度滿足λ/4界面反射模型，且吸波體前、后界面的反射電磁波在前界面處的干涉損耗是微

5、波吸收的主要原因。
　　最后，研究了取向?qū)e2Fe17N3-δ/硅膠復(fù)合材料高頻磁性及微波吸收性能的影響規(guī)律。采用磁場(chǎng)面取向方式，在磁場(chǎng)強(qiáng)度為1.7T獲得取向度為81％的復(fù)合材料，取向后磁導(dǎo)率增大1.2～1.4倍。磁場(chǎng)取向有利于改善低濃度復(fù)合樣品阻抗匹配條件，取向后Vc=15％和20％Ce2Fe17N3-δ/硅膠復(fù)合材料在X波段均能滿足RL＜-10dB，說(shuō)明磁場(chǎng)取向是優(yōu)化易面稀土復(fù)合材料微波吸收性能的有效方法。
　　總之，