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钛酸钡复合粉体的制备及电磁性能研究

作　者: 马立欣
导　师: 王桂芹
学　校: 大连理工大学
专　业: 材料学
关键词: 钛酸钡 化学镀 溶胶-凝胶 电磁特性 吸波性能
分类号: TB383.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


单一吸收剂难以满足现代吸波材料“厚度薄、质量轻、频带宽、吸收强”的要求,为了获得吸波性能良好的吸波材料,将多种损耗类型的吸收剂复合化成为当前研究的热点。本论文制备了新型钛酸钡(BaTiO3)复合吸收剂,利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能量色散谱仪(EDS)、振动样品磁强计(VSM)和矢量网络分析仪等分析测试手段,对复合粉体的相结构、微观形貌、成分、磁性能及2-18GHz频率范围的电磁特性进行了研究,并对复合粉体的微波吸波特性进行了评价。以水合肼为还原剂,采用化学镀法制备了BaTiO3/Ni复合粉体。研究结果表明,Ni镀层呈晶态,随施镀温度的升高,镀层中的颗粒由球形变为针状和薄片状。而装载量对镀层颗粒形貌无显著影响。镀层颗粒形貌及Ni含量的改变均会对复合粉体的复介电常数和复磁导率产生影响。含针状和薄片状Ni颗粒的BaTiO3/Ni复合粉体与石蜡的复合体在1.7mm的匹配厚度下最小反射损耗值达-50.3dB,针状和薄片状颗粒的微波吸收能力显著优于球状颗粒。BaTiO3/Ni复合粉体的吸波效率并不随Ni含量的增加单调增大,而是存在一最佳镀覆量。采用水合肼为还原剂,通过化学镀法制备了BaTiO3/Co和BaTiO3/Co-Ni复合粉体。结果表明,Co镀层呈晶态,BaTiO3/Co复合粉体中的复介电常数和复磁导率均随Co含量的增加而增大。通过改变装载量可调整吸波频段。Co-Ni镀层呈晶态,各成分镀层的微观结构相似。镀层成分与镀液中金属离子的比例基本一致。BaTiO3/Co-Ni复合粉体的复介电常数和复磁导率依赖于镀层成分。CoNi比为3：1和1：3时,相应粉体与石蜡的复合体在较小的厚度下表现出良好的吸波效果。特别地,当CoNi比为3：1时,在9.8-18GHz频段内的电磁波吸收率高于90%,而厚度仅为lmm。利用化学共沉淀法合成了钴铁氧体(CoFe2O4)粉体。实验结果表明,在溶液pH值为12,搅拌速度为1000rmp条件下将NaOH溶液逐滴加入混合盐溶液中合成的粉体具有相对较高的饱和磁化强度。以此条件下合成的CoFe2O4粉体为基核,通过溶胶-凝胶方法制备了BaTiO3/CoFe2O4复合粉体。结果显示,随着BaTiO3相对含量的增加,BaTiO3包覆层均匀性降低,缺陷浓度增大。复合粉体的组分改变对复介电常数的影响较大而对复磁导率的影响相对较小。当BaTiO3含量为70%时,吸波性能达最佳,在1.2mm厚时石蜡基复合体的最小反射损耗值为-41dB。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-21
  1.1 吸波材料  9-17
    1.1.1 吸波材料的研究意义  9-10
    1.1.2 吸波材料的理论基础  10-14
    1.1.3 吸收剂的研究进展  14-17
  1.2 钛酸钡的研究概况  17-20
    1.2.1 钛酸钡的晶体结构  17-19
    1.2.2 钛酸钡的性能及应用  19-20
  1.3 本论文的研究目的及主要研究内容  20-21
2 钛酸钡/镍复合粉体的制备及性能研究  21-48
  2.1 引言  21
  2.2 实验过程  21-26
    2.2.1 实验原料与设备  21-22
    2.2.2 钛酸钡的制备  22-23
    2.2.3 钛酸钡/镍复合粉体的制备  23-26
  2.3 结果与讨论  26-46
    2.3.1 物相分析  26-29
    2.3.2 微观形貌分析  29-33
    2.3.3 成分分析  33-36
    2.3.4 磁性能分析  36-38
    2.3.5 电磁特性  38-42
    2.3.6 微波吸收特性  42-46
  2.4 本章小结  46-48
3 钛酸钡/钴基金属复合粉体的制备及性能研究  48-62
  3.1 引言  48
  3.2 实验过程  48-49
    3.2.1 实验原料与设备  48
    3.2.2 钛酸钡/钴基金属复合粉体的制备  48-49
  3.3 结果与讨论  49-61
    3.3.1 物相分析  49-51
    3.3.2 微观形貌分析  51-53
    3.3.3 成分分析  53-55
    3.3.4 磁性能分析  55-57
    3.3.5 电磁特性  57-59
    3.3.6 微波吸收特性  59-61
  3.4 本章小结  61-62
4 钛酸钡/钴铁氧体复合粉体的制备及性能研究  62-75
  4.1 引言  62
  4.2 实验过程  62-64
    4.2.1 实验原料与设备  62-63
    4.2.2 钴铁氧体的制备  63
    4.2.3 钛酸钡/钴铁氧体的制备  63-64
  4.3 结果与讨论  64-73
    4.3.1 钴铁氧体的物相分析  64
    4.3.2 钻铁氧体的磁性能分析  64-67
    4.3.3 复合粉体的物相分析  67-68
    4.3.4 复合粉体的微观形貌分析  68-70
    4.3.5 复合粉体磁性能分析  70-71
    4.3.6 电磁特性  71-72
    4.3.7 微波吸收特性  72-73
  4.4 本章小结  73-75
结论  75-76
参考文献  76-80
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  80-81
致谢  81-82

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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