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FeSiAlCr/电介质复合改性体系的微波电磁特性研究

作　者: 刘秀丽
导　师: 周克省；邓联文
学　校: 中南大学
专　业: 物理学
关键词: FeSiAlCr合金复合改性高能球磨微波吸收电磁损耗
分类号: TN015
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 48次
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内容摘要

在当今电子信息技术时代,电子设备的广泛应用所带来的电磁干扰(EMI)已日渐成为了重要的环境污染源。为抑制电磁干扰现象,需要开发应用频率高电磁损耗大的吸波材料,有效吸收电磁噪声能量。另一方面,军用隐身技术迫切需要高性能的雷达波吸收材料。薄片状纳米晶结构的磁性合金材料具有较高微波磁导率,越来越引起研究者们的关注。本文围绕改善FeSiAlCr材料的电磁匹配性能和吸波性能,开展实验研究和理论探讨。本文以气体雾化工艺制备的Fe85Si2Al6Cr7合金材料为原料,采用高能球磨工艺制备了SrCO3/Fe85Si2Al6Cr7和Co(NO3)2/Fe85Si2Al6Cr7复合改性微波吸收材料；使用SEM和XRD等方法分别对材料样品的形貌和结构进行了表征。SEM分析和XRD分析表明,经高能球磨处理后的材料呈扁平状外形和纳米晶结构,且复合改性高能球磨处理能使晶粒细化。用微波网络矢量分析仪电磁测量系统测量了试样在2-18GHz频段内的复介电常数和复磁导率,计算分析了样品在该频率范围的微波反射率和电磁损耗角正切。结果表明,SrCO3/Fe85Si2Al6Cr7质量比为1：10时,复合材料的微波吸收效果较好,当样品厚度为1.5 mm,吸收峰值为17.7 dB,吸收大于10 dB的峰宽2.4 GHz。Co(NO3)2/Fe85Si2Al6Cr7质量比为1：10时,样品的微波吸收效果较好,当样品厚度为1.5mm,吸收峰高15 dB,吸收大于10dB的峰宽3.2GHz。采用电介质材料对FeSiAlCr合金进行复合改性和高能球磨扁平化处理,能有效降低材料的介电常数,改善材料微波电磁参量的匹配特性。分析表明,SrCO3/Fe85Si2Al6Cr7和Co(NO3)2/Fe85Si2Al6Cr7复合材料兼具磁损耗和介电损耗,以磁损耗吸收为主。综上所述,采用高能球磨处理工艺可以实现电介质材料对FeSiAlCr合金的复合改性,获得的SrCO3/Fe85Si2Al6Cr7和Co(NO3)2/Fe85Si2Al6Cr7材料在微波低端具有良好的吸波性能,可以应用于宽频带吸波材料的设计制备。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-16
  1.1 引言  8
  1.2 国内外研究动态与发展趋势  8-14
    1.2.1 铁氧体吸波材料  10
    1.2.2 金属微粉吸波材料  10-11
    1.2.3 导电高聚物吸波材料  11-12
    1.2.4 纳米吸波材料  12
    1.2.5 陶瓷吸波材料  12-13
    1.2.6 手性吸波材料  13
    1.2.7 多晶铁纤维  13-14
  1.3 纳米晶软磁材料的研究概况  14
  1.4 本论文的主要工作  14-16
第二章磁性合金粉体吸收剂理论基础  16-27
  2.1 引言  16
  2.2 电磁特性与电磁损耗机制  16-24
    2.2.1 复磁导率与磁损耗  16-22
    2.2.2 复介电常数与介电损耗  22-24
  2.3 吸波材料的基本物理原理  24-25
    2.3.1 阻抗匹配  24-25
    2.3.2 衰减特性  25
  2.4 磁性合金材料电磁波吸波机理  25-26
  2.5 本章小结  26-27
第三章复合改性FeSiAlCr微波吸收材料的制备与测量表征  27-36
  3.1 引言  27
  3.2 试样制备  27-28
    3.2.1 实验原料  27
    3.2.2 试样的制备工艺及球磨机理分析  27-28
  3.3 样品形貌和微结构分析  28-35
    3.3.1 形貌分析  28-31
    3.3.2 微结构分析  31-35
  3.4 本章小结  35-36
第四章复合改性FeSiAlCr微波电磁特性及吸波性能  36-48
  4.1 引言  36
  4.2 样品电磁参数的测量  36-37
  4.3 球磨后Fe_(85)Si_2Al_6Cr_7微波吸收特性  37-38
    4.3.1 Fe_(85)Si_2Al_6Cr_7微波电磁谱  37-38
    4.3.2 Fe_(85)Si_2Al_6Cr_7的微波吸收性能  38
  4.4 SrCO_3/Fe_(85)Si_2Al_6Cr_7微波吸收特性  38-43
    4.4.1 SrCO_3/Fe_(85)Si_2Al_6Cr_7微波电磁谱  38-40
    4.4.2 SrCO_3/Fe_(85)Si_2Al_6Cr_7的微波吸收性能  40-42
    4.4.3 SrCO_3/Fe_(85)Si_2Al_6Cr_7的微波损耗机制  42-43
  4.5 Co(NO_3)_2/Fe_(85)Si_2Al_6Cr_7微波吸收特性  43-47
    4.5.1 Co(NO_3)_2/Fe_(85)Si_2Al_6Cr_7微波电磁谱  43-45
    4.5.2 Co(NO_3)_2/Fe_(85)Si_2Al_6Cr_7微波吸收性能  45-46
    4.5.3 Co(NO_3)_2/Fe_(85)Si_2Al_6Cr_7微波损耗机制  46-47
  4.6 本章小结  47-48
第五章结论与展望  48-49
  5.1 结论  48
  5.2 展望  48-49
参考文献  49-53
致谢  53-54
攻读学位期间主要研究成果  54

FeSiAlCr/电介质复合改性体系的微波电磁特性研究

内容摘要

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