二氧化硅包覆羰基鐵粉的制備及其吸波性能.pdf

1、羰基鐵粉在 X波段（8—12GHz）有良好的吸波能力，是常見(jiàn)的吸波材料之一。然而，面密度高、化學(xué)穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)制約著羰基鐵粉在吸波領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用。人們希望通過(guò)對(duì)羰基鐵粉的改性進(jìn)一步增強(qiáng)其有效吸波的帶寬和吸波的強(qiáng)度，從而減少羰基鐵粉在涂料中的比例，減小整體的面密度；同時(shí)增強(qiáng)羰基鐵粉的抗氧化性。常見(jiàn)的改性方法包括，通過(guò)球磨或改變制備條件等方式改變羰基鐵粉的微觀(guān)形貌，用包覆等手段將羰基鐵粉與其他材料復(fù)合等。
　　SiO2包覆羰基鐵粉被

2、證明可以有效提升樣品的吸波能力并增強(qiáng)樣品的抗氧化能力，是一種有效的改性手段。然而現(xiàn)有的研究在添加劑對(duì) SiO2層微觀(guān)形貌的影響以及提升樣品的電磁波吸收性能的機(jī)理兩方面都顯不足。因此我們?cè)O(shè)計(jì)了用化學(xué)浴沉積法制備SiO2包覆羰基鐵粉，使用正硅酸乙酯（TEOS）和3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）兩種試劑制備SiO2包覆羰基鐵粉樣品。APTES是一種常見(jiàn)的硅烷偶聯(lián)劑，其分子中的極性基頭可以吸附在羰基鐵粉表面形成單分子層；TEOS在水解過(guò)程中

3、會(huì)與 APTES水解時(shí)形成的懸空的硅氧鍵結(jié)合，形成SiO2層。通過(guò)調(diào)整TEOS與APTES的添加量，對(duì)比不同添加比例的對(duì)應(yīng)的樣品的微觀(guān)形貌，確定了添加劑對(duì) SiO2層形貌的影響；同時(shí)討論了樣品的自然共振和渦流損耗各自在樣品磁損耗中的發(fā)揮的作用。
　　使用透射電子顯微鏡（TEM）、掃描電子顯微鏡（SEM）觀(guān)察了樣品的微觀(guān)形貌；使用網(wǎng)絡(luò)適量分析儀測(cè)量了樣品的電磁性能；使用紅外吸收譜、X射線(xiàn)衍射（XRD）表征了樣品的成分組成，研究的主要

4、結(jié)論有：
　　1.當(dāng)APTES與TEOS同時(shí)使用時(shí)，樣品的絮狀形貌特征隨著 TEOS用量的增加而更加顯著。
　　2.用APTES：TEOS：無(wú)水乙醇=1:3:2400的化學(xué)浴溶液制備的樣品具有最佳的電磁波吸波效果，此樣品的反射吸收率在頻率為10.4GHz處達(dá)到-38.8dB，當(dāng) TEOS的比例增加或減少時(shí)，樣品的吸波性能有所下降。
　　3.同時(shí)使用APTES和TEOS的樣品的絮狀形貌特征是TEOS造成的，形成絮狀的原因

5、是TEOS在未被APTES的Si—O鍵捕捉的情況下在乙醇—水溶液中水解，之后沉積在樣品表面而形成的。
　　4.以APTES為單一硅源制備出來(lái)的 SiO2包覆羰基鐵粉樣品有更加光滑而致密的包覆層。這種樣品的反射吸收率在頻率為9.2GHz時(shí)達(dá)到-58.6dB.
　　5. SiO2包覆層增加了包覆樣品的應(yīng)力能，并因此改變了電子自旋共振的頻率與強(qiáng)度。電子自旋共振的改變?cè)鰪?qiáng)了樣品在特定頻率的磁損耗強(qiáng)度，使樣品在這些頻率有更強(qiáng)的吸波能力