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钡铁氧体磁性材料的制备及吸波性能的研究

作　者: 蒋博
导　师: 赵宇宏
学　校: 中北大学
专　业: 材料学
关键词: 溶胶-凝胶法 离子取代 钡铁氧体 磁性能 微波吸收性能
分类号: TM277
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要


随着现代雷达、微波通信和电子技术的飞速发展，以及在武器隐形技术上，微波暗室上与抗电磁干扰的技术方面上的应用，微波吸收材料目前已经受到越来越多的人的关注。铁氧体吸收材料既有介电损耗又有磁性损耗的一种微波吸收材料。本文主要介绍钡铁氧体吸波材料及钡铁氧体/空心微珠复合吸波材料的最新研究进展及制备方法。由于钡铁氧体具有良好的粒度、较强的各向异性和适中的饱和磁化强度使其成为重要的磁性材料和吸波材料，广泛应用于高密度磁记录、高性能永磁体、微波器件以及在民用和军事技术中应用，因而备受人民关注。本研究是采用溶胶-凝胶法，制备出具有磁铅石型结构的钡铁氧体。柠檬酸络合分解法由于基本反应在溶液中进行，达到分子水平上的混合，因而颗粒细小且均匀，在制备超微铁氧体的方面优于其它方法。（1）为了优化工艺条件，采用柠檬酸法制备Ni-Mg-Co替代其中Fe元素的Ba(Ni0.5Mg0.45Co0.05)xFe12-xO19（x=0，1，2，3）纳米粉体，设计正交实验，重点考察了柠檬酸用量、替代量X、pH值、煅烧温度及保温时间对制备纳米钡铁氧体的影响，同时在正交实验的基础上考虑两个单因素变量替代量X和柠檬酸用量对其电磁性能的影响，最终得出柠檬酸法制备纯的粒径较小且分散均匀的纳米的最佳实验条件。（2）研究离子取代对BaM型铁氧体结构和电磁性能的影响。为了满足不同领域的各类需求通过Ni2+、Mg2+、Co2+取代M型钡铁氧体中Fe3+研究发现，离子取代钡铁氧体随着取代量的不同，磁性能和吸波性能有不同的变化趋势。结果表明：在最佳实验条件下可以制备单一相的钡铁氧体Ba(NiMg0.9Co0.1)Fe10O19纳米粉体；有其最大的饱和磁化强度以及在最佳匹配厚度2.0mm，同时在12GHz位置上的吸收峰最佳反射率为-16.2dB，吸收大于-10dB的峰宽达到了4.1GHz。（3）为了Ba(NiMg0.9Co0.1)Fe10O19钡铁氧体获得更好的吸波性能，因此选择合适两种粒径的空心微珠，空心微珠表面包覆单相的磁铅石型结构型的Ba(NiMg0.9Co0.1)Fe10O19复合粉体是采用溶胶-凝胶法制备的，Ba(NiMg0.9Co0.1)Fe10O19与空心微珠表面包覆的磁损耗与介电损耗在不同频段有不同的表现形式。由于Ba(NiMg0.9Co0.1)Fe10O19中加入空心微珠复合后其吸波性能变差，综合考虑其实验关键因素。我们需要知道如何控制好选择合适粒径的空心微珠和涂层的匹配厚度，从而获得更好的吸波性能。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
1 绪论  11-28
  1.1 铁氧体材料  11-14
    1.1.1 铁氧体的分类  12-14
  1.2 常用吸波材料  14-17
    1.2.1 铁氧体吸波材料  14
    1.2.2 空心微珠吸波材料  14-15
    1.2.3 纳米吸波材料  15
    1.2.4 导电聚合物吸波材料  15
    1.2.5 手性吸波材料  15-16
    1.2.6 等离子体吸波材料  16-17
  1.3 M 型铁氧体吸波材料  17-20
    1.3.1 M 型钡铁氧体吸波材料的研究现状  17
    1.3.2 M 型钡铁氧体材料的晶体结构  17-18
    1.3.3 M 型钡铁氧体的基本特性  18-20
  1.4 纳米铁氧体的制备  20-24
    1.4.1 物理法  20-21
    1.4.2 机械法  21-22
    1.4.3 化学法  22-24
  1.5 吸波材料的性质  24-27
    1.5.1 吸波材料的组成  24
    1.5.2 工艺性能对吸波材料性能的影响  24
    1.5.3 吸波材料的吸波原理  24-26
    1.5.4 吸波材料的发展趋势  26-27
  1.6 本论文的研究背景及研究内容  27-28
2 实验药品及仪器设备  28-31
  2.1 实验的药品与仪器  28-29
    2.1.1 实验仪器  28
    2.1.2 实验药品  28-29
  2.2 样品的表征手段  29-31
    2.2.1 X 射线衍射分析(XRD)  29
    2.2.2 透射电子显微镜分析(TEM)  29-30
    2.2.3 振动样品磁强计(VSM)  30
    2.2.4 矢量网络分析仪(VNA)  30-31
3 钡铁氧体的纳米粉体的制备与表征  31-49
  3.1 柠檬酸的作用机理  31-32
  3.2 正交实验设计  32-34
  3.3 实验步骤  34-35
  3.4 样品表征及结果分析  35-43
    3.4.1 物相分析（XRD）  35-37
    3.4.2 透射电镜分析（TEM）  37-38
    3.4.3 磁性分析（VSM）  38-41
    3.4.4 吸波分析（VAN）  41-43
  3.5 单因素变量对钡铁氧体性能的影响  43-49
    3.5.1 物相分析  44-45
    3.5.2 透射电镜分析  45-46
    3.5.3 磁性分析  46-47
    3.5.4 吸波性能分析  47-49
4 空心微珠表面 Ba(NiMg_(0.9)Co_(0.1))Fe_(10)O_(19)包覆层的制备及吸波性能研究  49-55
  4.1 空心微珠的简介  49-50
    4.1.1 空心微珠的分类  49
    4.1.2 空心微珠的形成  49-50
  4.2 空心微珠表面 Ba(NiMg_(0.9)Co_(0.1))Fe_(10)O_(19)包覆层的制备及结果分析  50
    4.2.1 主要原料及试剂  50
    4.2.2 空心微珠的表面处理  50
  4.3 空心微珠表面 Ba(NiMg_(0.9)Co_(0.1))Fe_(10)O_(19)包覆层的制备  50-51
  4.4 实验结果与分析  51-55
    4.4.1 XRD 分析  51-52
    4.4.2 空心微珠表面 Ba(NiMg_(0.9)Co_(0.1))Fe_(10)O_(19)包覆后吸波性能分析  52-55
结论  55-57
参考文献  57-61
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果  61-62
致谢  62-63

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电工材料 > 磁性材料、铁氧体 > 铁氧体、氧化物磁性材料
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