FeCo/ZnO复合材料的设计制备及吸波性能研究

论文摘要

随着日常生活中电磁污染的增加和军事上隐形技术的应用需求,研究宽频、轻质、高效的电磁波吸收材料具有重要意义。在当前环境,单一类型的吸波机制已经不能满足电磁波吸收性能的提升。因此,如何建立协同吸波机制,形成复合结构材料,是电磁波吸收材料发展的思路。将磁性金属材料与半导体材料结合,制备出微纳米结构,实现多种协同吸波机制,从而调控其阻抗匹配,提高材料的吸波性能,使其成为应用广泛的吸波材料。本研究选用磁性金属材料Fe和Co,半导体材料ZnO为研究对象。首先制备单一材料Co微球,并通过机械混合的方式探索Fe和Co之间合适的配比比例。结果表明,当质量比Fe:Co=1:1时,材料的吸波频段主要集中在8.8-18 GHz;而且当吸波涂层的厚度为2.4 mm,频率为10.7 GHz的时候,可获得最低反射损耗值为-32.02 dB。其次制备出ZnO片,与FeCo混合物进行机械混合,探索半导体材料的加入对混合物吸波性能的影响。通过水热还原法制备出形貌均匀的FeCo固溶体,并与其混合物对比,探索界面结合方式对其吸波性能的影响。在此基础上,通过模板法,成功制备出FeCo/ZnO复合材料,其在吸波涂层的厚度为1.9 mm,频率为9.8 GHz的时候,获得最低反射损耗值为-53.81 dB,并且当RL?-10 dB时,它的有效吸波宽度3.8 GHz。通过与之前的研究结果对比发现,FeCo/ZnO复合材料表现出优异的吸波能力。这与材料的结构有关,引入ZnO棒,带来额外的损耗机制,调整了FeCo/ZnO复合材料的复介电常数,达到了改进阻抗匹配性的目的。这些效应协同作用,极大地提高了材料的吸波性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 研究背景
•   1.2 吸波材料的分类
•     1.2.1 单相吸波材料
•     1.2.2 多相吸波材料
•   1.3 材料吸波性能的影响因素
•     1.3.1 材料的尺寸和形貌
•     1.3.2 材料的电磁波吸收的协同作用
•   1.4 吸波材料的吸波原理
•   1.5 研究内容
•     1.5.1 设计思路
•     1.5.2 研究内容
•     1.5.3 关键科学问题与创新点
• 2 实验方法
•   2.1 实验原料
•   2.2 实验仪器
•   2.3 材料的结构表征方法
•     2.3.1 X射线衍射仪分析
•     2.3.2 扫描电子显微镜分析
•     2.3.3 X射线能谱仪成分分析
•   2.4 电磁波吸收性能检测
• 3 机械混合法制备Fe-Co和ZnO混合物及吸波性能研究
•   3.1 Fe-Co的机械混合及其吸波性能
•     3.1.1Co微球的制备和表征
•     3.1.2Co微球的吸波性能
•     3.1.3 Fe粉和Co微球的机械混合及其吸波性能
•   3.2 Fe-Co和ZnO的机械混合及其吸波性能
•     3.2.1 ZnO的制备和表征
•     3.2.2 ZnO的吸波性能
•     3.2.3 Fe-Co和ZnO的机械混合及吸波性能
•   3.3 本章小结
• 4 两步法制备FeCo/ZnO复合材料及吸波性能研究
•   4.1 FeCo固溶体的制备及其吸波性能
•     4.1.1 FeCo固溶体的制备
•     4.1.2 FeCo固溶体的表征
•     4.1.3 FeCo固溶体的吸波性能
•     4.1.4 不同温度下的FeCo固溶体的吸波性能
•     4.1.5 FeCo固溶体的吸波机理分析
•   4.2 FeCo/ZnO复合材料的制备及其吸波性能
•     4.2.1 FeCo/ZnO复合材料的制备
•     4.2.2 FeCo/ZnO复合材料的表征
•     4.2.3 FeCo/ZnO复合材料的吸波性能
•     4.2.4 不同温度下的FeCo/ZnO复合材料的吸波性能
•     4.2.5 FeCo/ZnO复合材料的吸波机理分析
•   4.3 本章小结
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 宋文正

导师: 高卡,赵海军

关键词: 吸波材料,复合材料,损耗机制,协同作用

来源: 郑州航空工业管理学院

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 材料科学

单位: 郑州航空工业管理学院

分类号: TB33

总页数: 61

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