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纳米晶Fe_（0.13）[Co_xNi_（100-x）]_（0.87）合金微细纤维的制备及磁性能研究

作　者: 陈云
导　师: 沈湘黔
学　校: 江苏大学
专　业: 材料学
关键词: 纳米晶 Fe0.13[CoxNi100-x]0.87合金纤维 有机凝胶-热还原法 磁各向异性 金属纤维/环氧复合 微波吸收剂
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


铁磁性金属纤维具有比表面积大、各向异性显著、密度小等特点,是一种新型电磁波吸收材料。本文以有机羧酸和金属盐为原料,采用有机凝胶-热还原法制备了纳米晶Fe0.13[CoxNi100-x]0.87微细合金纤维。利用FTIR、XRD、TG/DSC、SEM和EDS等对纤维前驱体和热还原产物的结构、物相、形貌、组成进行了分析;采用振动样品磁强计（VSM）对纤维的磁性能进行了测试。并将所得合金纤维与环氧树脂复合,制备了Fe0.13[CoxNi100-x]0.87超细合金纤维/环氧复合材料,进而对其吸波性能进行了模拟计算。研究表明:采用有机凝胶.热还原法可以成功制备铁磁性纳米晶Fe0.13[CoxNi100-x]0.87合金微细纤维。纤维直径分布在0.3-2μm左右、表面光滑、晶粒大小在35 nm左右、长径比较大。合金纤维呈单相固溶体结构,随着钻含量（x值）不同,表现为不同的固溶体类型:当x<30时,主要表现为以镍为基的固溶体;当x>60时,表现为以钴为基的固溶体;当30<x<60时,形成FeNi3有序相。定向分布的Fe0.13[CoxNi100-x]0.87合金微细纤维束表现出明显的磁各向异性,该性能主要受磁晶各向异性、形状各向异性和静磁相互作用等因素影响。纤维的易磁化方向为其轴向,难磁化方向为径向,所制备的Fe0.13[Co50Ni50]0.87合金纤维的Mr/Ms最大,达到0.48。从Fe0.13[CoxNi100-x]0.87（x=30、50、80）微细金属纤维/环氧复合材料的吸波性能模拟计算可知, Fe0.13[Co50Ni50]0.87微细金属纤维/环氧复合材料对微波的吸收效果最好。2 mm厚的这种复合材料在3.01-6.82 GHz的频率范围可达到-6dB的吸收效果;在3.7-5.1 GHz频率范围可达到-10 dB,峰值位于（4.3 GHz,-11.8 dB）。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 前言  10-29
  1.1 铁磁性金属纤维的应用领域  12-14
    1.1.1 吸波材料  12
    1.1.2 电磁屏蔽材料  12-13
    1.1.3 磁记录材料  13
    1.1.4 在其他方面的应用  13-14
  1.2 铁磁性金属纤维的制备方法  14-21
    1.2.1 物理成纤方法  14-15
    1.2.2 磁场引导法  15-17
    1.2.3 前驱体热解转化法  17-19
    1.2.4 模板法  19-20
    1.2.5 静电纺丝法  20-21
  1.3有机凝胶-热还原法  21-26
    1.3.1 溶胶-凝胶法  21-23
    1.3.2 溶胶-凝胶法制备纤维  23-25
    1.3.3 有机凝胶-热还原法  25-26
  1.4 课题的选择和研究方案  26-29
    1.4.1 课题的选择  26-27
    1.4.2 研究内容  27-29
第二章 实验用到的主要的设备  29-32
  2.1 金属纤维制备过程中用到的主要设备  29
  2.2 凝胶和纤维分析测试中用到的主要设备  29-32
第三章 纳米晶Fe_(0.13)[Co_xNi_(100-x)]_(0.87)合金微细纤维的制备  32-44
  3.1 实验  32-33
    3.1.1 纤维制备  32
    3.1.2 纤维性能表征  32-33
  3.2 结果与讨论  33-42
    3.2.1 可纺性凝胶结构  33-34
    3.2.2 热还原分析  34-37
    3.2.3 物相分析  37-39
    3.2.4 合金纤维的形貌表征  39-42
  3.3 本章小结  42-44
第四章 纳米晶Fe_(0.13)[Co_xNi_(100-x)]_(0.87)合金纤维磁各向异性研究  44-51
  4.1 实验  44-45
    4.1.1 纤维制备  44-45
    4.1.2 纤维性能表征  45
  4.2 结果与讨论  45-49
    4.2.1 合金纤维的形貌  45
    4.2.2 Fe_(0.13)[Co_xNi_(100-x)]_(0.87)纤维的物相分析  45-46
    4.2.3 合金纤维的磁各向异性  46-49
  4.3 本章小结  49-51
第五章 Fe_(0.13)[Co_xNi_(100-x)]_(0.87)微细纤维/环氧树脂复合材料微波特性研究  51-60
  5.1 实验  51-53
    5.1.1 合金纤维的制备  51
    5.1.2 电磁参数测量样品的制作  51-52
    5.1.3 电磁参数的测量  52
    5.1.4 吸波率的模拟计算方法  52-53
  5.2 结果与讨论  53-59
    5.2.1 形貌表征  53
    5.2.2 电磁性能  53-55
    5.2.3 吸波性能模拟计算  55-59
  5.3 本章小结  59-60
第六章 结论与建议  60-62
  6.1 结论  60-61
  6.2 对今后工作的建议  61-62
参考文献  62-68
致谢  68-69
攻读硕士期间发表的论文  69

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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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