Co基磁性吸波材料的制備及電磁性能研究.pdf

1、Co基磁性材料具有高居里溫度、高飽和磁化強(qiáng)度、高磁導(dǎo)率和低的各向異性等特點(diǎn)，因此在吸波應(yīng)用上具有非常重要的意義。本文旨在制備和研究具有片狀結(jié)構(gòu)的Co基磁性吸波材料，更好的抑制趨膚效應(yīng)，突破Snoek極限，得到較高的磁導(dǎo)率，從而獲得具有良好吸波性能的Co基磁性吸波材料。
　　通過(guò)三種不同的制備方法制備Co基磁性吸波材料，X射線衍射儀（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）和微波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀分析表征樣品的相結(jié)構(gòu)、形貌等微觀結(jié)構(gòu)和電磁參數(shù)

2、，并通過(guò)傳輸線理論模擬計(jì)算獲得的Co基磁性吸波材料的反射損耗。具體內(nèi)容如下：
　?。?）利用先化學(xué)鍍后球磨方法對(duì)羰基鐵粉進(jìn)行鍍Co操作，研究在不同羰基鐵的裝載量下制備的羰基鐵/Co核殼復(fù)合材料的吸波特性，分析樣品在1~18GHz頻段的吸波性能變化規(guī)律。結(jié)果顯示，未經(jīng)處理的原始羰基鐵粉是球狀的形貌結(jié)構(gòu)，而經(jīng)過(guò)化學(xué)鍍和球磨處理獲得的復(fù)合粉末的形貌則是扁平狀結(jié)構(gòu)。隨著羰基鐵裝載量的增加，所有粉末樣品的相結(jié)構(gòu)并沒(méi)有發(fā)生明顯的變化，都呈現(xiàn)出

3、典型的α-Fe相結(jié)構(gòu)。但羰基鐵裝載量的不同卻極大地改變了樣品的電磁參數(shù)，從而改變了樣品的阻抗匹配特性，使得吸波性能隨羰基鐵裝載量的變化而有所變化。隨著羰基鐵裝載量的增加，復(fù)合吸波材料的反射損耗（RL）峰值呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，但損耗峰位置在4GHz左右變動(dòng)不大。裝載量為20g/L的復(fù)合粉末，與裝載量為10g/L和15g/L的粉末相比，具有最佳的反射損耗，在涂層厚度1mm，頻率4GHz處，最小反射損耗可達(dá)-8.5dB，小于-5dB的吸收頻寬為4

4、.46GHz。
　?。?）利用先球磨后化學(xué)鍍方法制備羰基鐵/Co核殼復(fù)合材料，同樣探討羰基鐵裝載量的變化對(duì)制備的復(fù)合材料在1~18GHz頻段吸波性能的影響。結(jié)果表明，制備的復(fù)合粉末形貌仍然是片狀結(jié)構(gòu)。不同羰基鐵裝載量下制備的復(fù)合粉末仍然都呈現(xiàn)出α-Fe相結(jié)構(gòu)。在此階段研究中，發(fā)現(xiàn)通過(guò)改變羰基鐵的裝載量，同樣可以調(diào)控制備的羰基鐵/Co復(fù)合材料的復(fù)介電常數(shù)和復(fù)磁導(dǎo)率，從而極大地影響材料的吸波性能。隨著羰基鐵裝載量的增加，復(fù)合吸波材料的

5、反射損耗峰值略微降低，損耗峰位置向高頻偏移，小于-5dB的吸收頻帶變寬。在1mm的涂層厚度下，裝載量為10g/L時(shí)獲得的復(fù)合粉末在頻率2.5GHz處最小反射損耗為-8dB，小于-5dB的吸收頻寬為3.23GHz；裝載量為15g/L時(shí)獲得的復(fù)合粉末在頻率4.5GHz處最小反射損耗為-8.5dB，小于-5dB的吸收頻寬為5.4GHz；裝載量為20g/L時(shí)獲得的復(fù)合粉末在頻率6GHz處最小反射損耗為-8.5dB，小于-5dB的吸收頻寬為6.8

6、GHz。
　?。?）利用機(jī)械合金化方法，在羰基鐵粉中摻雜Co顆粒，球磨30h后，合成羰基鐵-Co合金，研究 Co含量對(duì)制備的復(fù)合合金粉末吸波性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，球磨過(guò)的合金粉末在形貌上都是片狀的結(jié)構(gòu)，晶粒尺寸為微米量級(jí)。XRD顯示合金粉末的衍射峰為鐵鈷固溶體特征峰，Co含量的變化對(duì)合金衍射峰的強(qiáng)度有明顯的影響，隨著Co含量的增加，衍射峰的強(qiáng)度降低了。Co含量的不同影響了合金粉末的復(fù)介電常數(shù)和復(fù)磁導(dǎo)率，從而影響了合金的吸波性能