核殼結(jié)構(gòu)復(fù)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(dǎo)電高聚物吸收劑等，吸收劑也在向高效、輕量度化和復(fù)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(diǎn)，應(yīng)用范圍受到了一定限制，尚難達(dá)到吸波涂層“薄、輕、寬、強(qiáng)”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(xué)鍍和粉體均勻沉淀法涂層新技術(shù)制備了四種復(fù)合涂層顆粒吸收劑，四種材料都具有紅外/雷達(dá)一體化隱身的性能。
　　通過(guò)粉體的

2、化學(xué)鍍技術(shù)在鋇鐵氧體表面化學(xué)鍍金屬Ni-P及Ni-Co-P合金，采用正交實(shí)驗(yàn)法優(yōu)化了化學(xué)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(yīng)溫度85℃，pH值為10.0；鋇氧鐵體表面化學(xué)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(zhì)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(yīng)溫度85℃，pH值為10.0；利用XRD、SEM、EDS、IR和矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀等分析和測(cè)試手段，對(duì)復(fù)合粉末材料進(jìn)行了表征。結(jié)果表明：化學(xué)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(xué)鍍Ni-P和Ni-Co-P合金后鋇鐵氧體復(fù)合粉末的紅外發(fā)射率由原來(lái)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(fù)合鍍以后，鋇鐵氧體復(fù)合粒子對(duì)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(dá)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(fù)合材料的吸收頻帶進(jìn)一步拓寬，>10dB的吸收帶寬達(dá)到3.6GHz，最大吸收出現(xiàn)在9.8GHz，衰減值為-27.2dB。
　　采用正交實(shí)驗(yàn)法優(yōu)化了空心微珠表面化學(xué)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(yīng)溫度85℃，pH值為9.0；紅外發(fā)射率和吸波性能測(cè)試結(jié)果表明：化學(xué)鍍Ni-P和 Ni-Co-P合金后空心微珠復(fù)合粉末的紅外發(fā)射率由原來(lái)的0.9557降至0.5646和0.5879，說(shuō)明表面改性后空心微珠的紅外隱身性能顯著提高；Ni-P復(fù)合鍍以后，空心微珠復(fù)合粒子對(duì)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(dá)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(fù)合材料的吸波性能進(jìn)一步增強(qiáng)，吸收頻帶進(jìn)一步拓寬，>10dB的吸收帶寬達(dá)到3.2GHz，>5dB的吸收帶寬則高達(dá)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(fù)合粒子，以樣品的紅外發(fā)射率為主要考察性能指標(biāo)，優(yōu)化了紅外透明材料包覆鋁粉復(fù)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(luò)分析儀測(cè)試表明：NiO/Al復(fù)合粒子在8~14μm的紅外發(fā)射率為0.555

7、6；NiO包覆后復(fù)合粒子對(duì)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(guò)正交試驗(yàn)得出了制備ZnS/Al復(fù)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(yīng)時(shí)間5.0h，反應(yīng)溫度70℃；傅立葉變換紅外光譜儀和矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試表明：ZnS/Al復(fù)合粒子在8~14μm的紅外發(fā)射率為0.4520，ZnS包覆后復(fù)合粒子對(duì)電磁波的吸收能力顯著提高，衰減最大頻率出現(xiàn)在12