鐵氧體復(fù)合納米吸波劑的制備及其性能.pdf

1、隨著當(dāng)今社會(huì)的快速發(fā)展，各種電子設(shè)備的廣泛使用，給我們生活的環(huán)境帶來(lái)了大量的電磁波，造成了空間電磁污染。作為一種新的社會(huì)公害，電磁輻射導(dǎo)致的電磁干擾不僅影響到各類(lèi)電子器件的正常運(yùn)行，而且對(duì)人類(lèi)的身體健康也產(chǎn)生了極大的危害。因此，研究并且利用吸波材料吸收干擾的電磁波，對(duì)減少空間電磁污染，改善人類(lèi)的生存環(huán)境具有極其重要的意義。
　　對(duì)于理想的吸波材料，應(yīng)該具有厚度薄、重量輕、吸收強(qiáng)、頻段寬的特點(diǎn)。但是，到現(xiàn)在為止，還未發(fā)現(xiàn)能夠同時(shí)滿(mǎn)足

2、這些要求的吸波材料。因此研究新型吸收劑已經(jīng)成為材料學(xué)界的熱點(diǎn)之一。包覆型納米吸波劑是一種構(gòu)造新穎的，由幾種納米材料通過(guò)化學(xué)鍵或其他相互作用包覆起來(lái)形成的納米尺度的有序組裝，是更高層次的納米復(fù)合材料。由于其集合了納米尺寸變化和殼核結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的效應(yīng)，如懸空鍵多、比表面積大、界面極化強(qiáng)等特殊性，有望成為高性能的吸波劑。
　　鐵氧體的納米級(jí)尺寸遠(yuǎn)小于電磁波波長(zhǎng)，因此相比常規(guī)的吸波材料來(lái)說(shuō)，電磁波的透過(guò)率要強(qiáng)很多。目前研究較多的鐵氧體主要是

3、尖晶石鐵氧體與磁鉛石型鐵氧體。立方晶系的尖晶石型鐵氧體材料具有低的飽和磁矩、超順磁性、高磁化率等優(yōu)點(diǎn)，是良好的軟磁性材料。六角晶系磁鉛石型鐵氧體具有較高的磁晶各向異性等效場(chǎng)，因此存在較高的自然共振頻率，自然共振是鐵氧體吸收電磁波的主要機(jī)制;其次這種鐵氧體具有片狀結(jié)構(gòu)，而片狀是吸收劑的最佳形狀，所以在幾種鐵氧體中，磁鉛石型鐵氧體吸波性能最好。將軟硬磁相進(jìn)行核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合，不僅利用了二者在其電磁性能上的互補(bǔ)性，而且可以有效的利用這種特殊的核殼

4、結(jié)構(gòu)和軟硬磁相間的界面極化和界面耦合等交互作用，進(jìn)一步提高了材料對(duì)電磁波的吸收，從而獲得了性能上更加理想的吸波材料。
　　本文在傳統(tǒng)溶膠-凝膠制備工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，制備出了尖晶石結(jié)構(gòu)的ZnFe2O4、NixZn1-xFe2O4和磁鉛石型結(jié)構(gòu)SrFe12O19納米粉體，具有核殼結(jié)構(gòu)的SrFe12O19/ZnFe2O4以及SrFe12O19/Ni0.6Zn0.4Fe2O4復(fù)合納米吸波劑，利用XRD、TEM和VSM以及矢量網(wǎng)絡(luò)分析

5、儀等分析方法，對(duì)顆粒的物相、形貌、磁性以及吸波性能進(jìn)行了檢測(cè)和分析，系統(tǒng)的研究了兩種不同晶體結(jié)構(gòu)的軟硬磁相單體進(jìn)行包覆前后的物性改變。
　　檢測(cè)和分析結(jié)果顯示:
　　1.在傳統(tǒng)溶膠-凝膠制備過(guò)程中，加入適量的葡萄糖和丙烯酰胺，制得的尖晶石結(jié)構(gòu)的ZnFe2O4純度高、粒徑小、有較好的軟磁特性和吸波性能。
　　2.采用改進(jìn)的溶膠-凝膠制備工藝，改變鐵鍶比和煅燒溫度，制備SrFe12O19納米粉體。研究表明當(dāng)鐵鍶比為11.5

6、，兩步煅燒得出的磁鉛石型鍶鐵氧體納米粉體純度高，粒度均勻、尺寸小、分散性也得到很大的改善。
　　3.采用改進(jìn)的溶膠-凝膠制備工藝，在磁鉛石型結(jié)構(gòu)的SrFe12O19表面包覆一層尖晶石結(jié)構(gòu)的ZnFe2O4，制備出核/殼結(jié)構(gòu)SrFe12O19/ZnFe2O4納米顆粒。研究表明:當(dāng)SrFe12O19與ZnFe2O4摩爾比例為1∶2，煅燒溫度為850℃時(shí)，復(fù)合粉末具有明顯的核-殼結(jié)構(gòu)，顆粒大多呈橢球形或桿狀，粒度分布均勻，包覆層致密，具有

7、良好的硬磁特性;且吸收強(qiáng)，最大反射損耗值RL可達(dá)-35.3dB，具有良好的吸波性能。
　　4.以尖晶石結(jié)構(gòu)的ZnFe2O4為基礎(chǔ)，摻雜不同比例的Ni2+離子，制備出NixZn1-xFe2O4系列樣品。分析結(jié)果顯示隨著Ni2+離子含量的增加，樣品的峰位向高衍射角度偏移，晶格常數(shù)變小，飽和磁化強(qiáng)度先增后減，在x=0.6時(shí)達(dá)到最大值。
　　5.以SrFe12O19為核，在其表面包覆尖晶石型Ni0.6Zn0.4Fe2O4，在不同的煅