【摘要】：近年來(lái),隨著電磁技術(shù)的廣泛應(yīng)用,電磁波產(chǎn)生的輻射、干擾也日益嚴(yán)重,從而要求開(kāi)發(fā)性能良好的電磁吸收材料來(lái)衰減有害的電磁波能量。理想的電磁吸收材料要求滿足厚度薄、質(zhì)量輕、吸收頻帶寬、吸收能力強(qiáng)的特征,并且具備耐高溫、抗氧化、結(jié)構(gòu)功能一體等多重功能。因此,迫切需要在對(duì)傳統(tǒng)吸波材料改進(jìn)優(yōu)化的同時(shí),竭力探索新型吸波材料并研究新的吸波機(jī)理是當(dāng)前吸波材料研究的焦點(diǎn)。鐵氧體是一種傳統(tǒng)的吸波材料,它不僅具有介電損耗又具有磁損耗。鐵氧體這些優(yōu)異的性能使其有望滿足理想的吸波材料的上述要求,是一種有巨大開(kāi)發(fā)潛力的吸波材料。但是鐵氧體單獨(dú)使用時(shí)由于阻抗失配,使其吸波性能較差。通過(guò)與其它類型的吸波材料復(fù)合或者在鐵氧體中加入其它吸波介質(zhì)組成復(fù)合吸收劑,可以有效改善電磁參數(shù)使其達(dá)到阻抗匹配。本文將鐵氧體與其它兩類型的吸波材料復(fù)合構(gòu)筑了鐵氧體的三元復(fù)合材料。除此之外,向鐵氧體中加入其它吸波介質(zhì)組成二元復(fù)合材料,并且研究了其吸波性能,主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:(1)通過(guò)化學(xué)氧化原位聚合法成功制備了PANI/CoFe_2O_4/PVDF三元復(fù)合材料。電磁參數(shù)研究表明,PANI/CoFe_2O_4/PVDF三元復(fù)合材料的吸波性能優(yōu)于PANI/CoFe_2O_4的吸波性能,揭示了引入PVDF,不僅使更多的電磁波透過(guò)、而且增大了界面效應(yīng),有利于電磁波的吸收。PANI/CoFe_2O_4/PVDF三元復(fù)合材料的最大吸收位于7.6 GHz,為-57.7 dB,-10 dB以下的吸收頻帶寬度為3.4 GHz(6.5-9.9 GHz),相應(yīng)的匹配厚度為4 mm。(2)首先采用固相法制備Ba_(0.4)Sr0.6TiO_3粉末,其次通過(guò)化學(xué)氧化原位聚合法制備PANI/CoFe_2O_4/Ba_(0.4)Sr0.6TiO_3三元復(fù)合材料。研究發(fā)現(xiàn):當(dāng)CoFe_2O_4:Ba_(0.4)Sr0.6TiO_3為0.1:0.9時(shí)得到的PANI/0.1CoFe_2O_4/0.9Ba_(0.4)Sr0.6TiO_3三元復(fù)合材料的反射損耗達(dá)到最大為-30.2 dB,位于5.6 GHz,-10 d B以下的吸收頻帶寬度為2.6 GHz(4.2-7.8 GHz),相應(yīng)的匹配厚度為3 mm。結(jié)果表明可以通過(guò)調(diào)節(jié)CoFe_2O_4和Ba_(0.4)Sr0.6TiO_3之間的比例來(lái)調(diào)節(jié)介電損耗和磁損耗之間的阻抗匹配。(3)首先采用溶膠凝膠法制備Ba_3Co_2Fe_(24)O_(41)粉體,其次通過(guò)化學(xué)氧化原位聚合法制備PANI/CoFe_2O_4/Ba_3Co_2Fe_(24)O_(41)三元復(fù)合材料。結(jié)果表明:PANI/CoFe_2O_4/Ba_3Co_2Fe_(24)O_(41)三元復(fù)合材料的最大吸收位于10.5 GHz,為-30.5 dB,-10 d B以下的吸收頻帶寬度為1.2 GHz,相應(yīng)的匹配厚度為3 mm。揭示了引入Ba_3Co_2Fe_(24)O_(41)有利于介電損耗和磁損耗之間的阻抗匹配。(4)首先采用熔鹽法制備六角片狀BaFe_(12)O_(19)粉體,同時(shí)使用溶膠凝膠法制備ZnO粉末,最終采用流延法工藝制備層狀ZnO/BaFe_(12)O_(19)厚膜。研究結(jié)果表明:ZnO/BaFe_(12)O_(19)厚膜具有多個(gè)反射損耗峰,通過(guò)調(diào)節(jié)ZnO和BaFe_(12)O_(19)之間的比例可以改變反射損耗強(qiáng)度,當(dāng)ZnO:BaFe_(12)O_(19)為15:85時(shí),ZnO/BaFe_(12)O_(19)厚膜最大吸收為-48.6 dB。(5)采用流延工藝制備RGO/BaFe_(12)O_(19)和Ti_3C_2/BaFe_(12)O_(19)厚膜。構(gòu)成了復(fù)雜的三維有序網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),研究了它們的電磁性能,揭示了石墨烯(RGO)和類石墨烯結(jié)構(gòu)的Ti_3C_2對(duì)電磁吸波性能影響的機(jī)理。RGO/BaFe_(12)O_(19)復(fù)合材料,當(dāng)厚度為3mm時(shí),反射損耗達(dá)到-34.6 dB,有效吸波頻帶寬度為5.6GHz(從5.7-7.6 GHz,從7.6-15.8 GHz)。Ti_3C_2/BaFe_(12)O_(19)復(fù)合材料的最大吸收為-22 dB。(6)以六角片狀BaFe_(12)O_(19)粉體為模板,通過(guò)水熱法讓Fe_3O_4顆粒在上面生長(zhǎng),從而合成BaFe_(12)O_(19)@Fe_3O_4復(fù)合粉體。BaFe_(12)O_(19)@Fe_3O_4復(fù)合材料的整體吸收能力比純Fe_3O_4的有所提高,有效的拓寬了吸收頻帶。BaFe_(12)O_(19)@Fe_3O_4復(fù)合材料在匹配厚度為2.0 mm時(shí)反射損耗到達(dá)到-29.2d B,頻帶寬度為4.4 GHz。
【圖文】：

吸波材料吸波示意圖

尖晶晶體結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TB34

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2571078