张晓宁[1]2003年在《Fe-Ni软磁合金吸波材料的设计与制备》文中研究表明本论文研究目的是为研制新型吸波材料用吸波剂提供理论依据和实际应用。针对铁氧体、碳化硅粉作吸波剂的传统型吸波材料存在吸波频带窄、材料厚度大、吸波效能差等弱点，利用“机械合金化+氧化+再结晶热处理”法制备出新型吸波剂材料——FeNi3、γ-（Fe,Ni）和 Fe3O4相的复合粉体。首次提出“壳核”结构理论模型，并借助 XRD、MFM、FEG-SEM、EDS 等现代材料测试技术对“壳核”结构复合粉体的微观结构做了深入分析。研究表明：新型吸波剂粉体平均晶粒尺寸越大、磁畴宽度越小磁畴壁厚度越小均有利于增大复磁导率；Fe3O4 相的壳层能有效降低复介电常数。将粒度小于 10μm 的片形“壳核”结构复合粉体制备成两种不同基体的单层和双层平板型吸波材料。 在深入分析材料吸波机理的基础上，提出了“匹配引入层+电磁损耗层”双层吸波物理模型，通过双层吸波效能公式的推导和材料的计算机辅助设计进行了平板型复合材料的吸波效能理论计算。材料的吸波效能理论计算值与实验测试值结果相吻合，证明了本论文对电磁吸收机理研究与材料仿真的正确性。通过材料仿真，总结了各层电磁参数、厚度与吸波效能的关系，实现了双层吸波材料的优化设计，并制备了在 1MHz~1GHz、L、S、C、X 和 Ku 频段范围内，具有降低最小吸波效能值、展宽有效吸波频带、减小材料厚度的新型吸波材料。“单一梯度变化”、“底层电磁损耗”和“双层磁损耗+底层电损耗”是材料的吸波机理。 另外，本论文首次提出了统一样品制备与材料仿真相结合的新观点，实现了对吸波材料传统研究方法的改进。改进后的方法不仅能在一块样品上同时测试吸波效能、电磁参数和材料厚度，而且能为双层吸波结构计算模型提供基础数据。为了解决测试电导率的问题，首次提出了变频电导率的概念，并将它应用在电磁吸收机理研究与材料优化设计中。根据现有的实验条件，建立了磁环样品的“单圈电感器”物理模型，配合相关公式的推导，完善了复相对磁导率的测试系统。
李国君[2]2016年在《铁镍合金复合材料的制备以及在高频领域中的应用》文中提出铁镍合金以其具有较高的磁导率,饱和磁化强度,低的矫顽力等特性被广泛应用于变压器、磁感器、转换器、微波屏蔽吸收材料等方面。针对不同的应用领域,就需要选择不同物质与铁镍合金进行复合来达到应用要求。对于需要高频低损耗的材料,通过一系列表征与性能测试发现:一方面,借助硅烷偶联剂对微米尺寸大小的铁镍合金的作用,经过连续叁次活化包覆得到的Fe-Ni@SiO_2包覆效果理想,μ'仅有4.1,但材料的涡流损耗最小,表现在高频范围内品质因子最大。另一方面,通过水热法合成质量配比不同的FeNi_3/NiZn-ferrite纳米复合颗粒,得到的在FeNi_3核周围的成核生长的镍锌铁氧体粒径大小不同,包覆效果也有差异。其中质量比为8:1的FeNi_3/NiZn-ferrite纳米复合材料具有相对较高的饱和磁化强度(87.6 emu/g)和最低的矫顽力(100 Oe)。在高频条件下,μ'保持在11.8,品质因子相对也最高,证明它的损耗最小。对于需要高频高损耗的吸波材料,研究发现,当实验中TEOS添加1 mL时,生成的FeNi_3@SiO_2氧化硅厚度为25 nm左右,此时材料能够达到最优的吸波性能,最大吸收强度为-24.9 dB。将它进一步后续处理,使用低Co~(2+)浓度合成的FeNi_3@CS-2复合材料,硅酸钴片层与FeNi_3核中间形成中空结构,使得它的比表面积更大。当这种材料吸收层厚度为1.2 mm时,在频率为12.4 GHz时,达到最强吸收强度-22.7 dB,损耗超过-10 dB的频带宽为3.1 GHz。使得吸波材料厚度更薄,频带更宽,吸收更强。以FeNi_3/NiZn-ferrite为原料引入无定形碳生成的FeNi_3/NiZn-ferrite/C1结构改变最少,它在高频条件,对电磁波表现出更强的介电损耗以及磁损耗,其中当吸收层厚度为1.2 mm时,不仅吸收强度更大(-16.9dB),吸收带宽也更宽(4.2 GHz)。
郑夏莲[3]2014年在《结构型吸波复合材料制备与吸波性能研究》文中研究指明结构型吸波复合材料是兼顾吸波性能和力学性能的雷达波隐身材料，具有可设计性强、吸波频带宽、承载与吸波有机结合、增重小、可避免表面涂层脱落等优点，是当前最受瞩目的研究领域之一。本文较系统地研究了结构型吸波复合材料层合板的设计、层合板制备技术、吸波剂制备技术与表征、玻璃纤维表面磁改性、环氧树脂磁改性、吸波剂/环氧树脂复合树脂电磁特性、S玻璃纤维/环氧树脂复合材料吸波性能和力学性能、复合材料吸波性能优化技术等内容，取得了很多有应用价值的研究成果。（1）在复合材料吸波性能设计方面，针对两种典型类型的结构型吸波复合材料的吸波性能和力学性能进行了设计。针对单层铺层的吸波性能设计难题，提出了等效网格法设计思想，将整体铺层抽象成一个由片状“环氧树脂粉体”均匀分布的复合材料，计算出铺层的等效电磁参数。（2）在吸波剂研制方面，采用“退火脆化+高能球磨”工艺制备了400目FeCuNbSiB非晶粉体，在非晶粉体基础上，通过晶化退火处理，得到软磁性能优异的FeCuNbSiB纳米晶粉体，粉体晶粒尺寸15nm左右，粉体呈现片状，粉体采用SiO2包覆；采用液相还原法制备了球形超细Ni粉体，单个粉体粒径60~100nm，团聚体粒径约250~300nm；采用碳还原法制备了氧化锌晶须；采用“化学共沉+高温助熔”工艺分别制备出六角晶系Ba（Zn0.75Co0.25）2Fe16O27铁氧体粉体和Ba（Zn0.25Co0.75）2Fe16O27铁氧体粉体，粉体经过400目筛分后得到粒径小于38μm的铁氧体粉体。比较分析了FeCuNbSiB纳米晶粉体、超细Ni粉体、FeSiAl粉体、六角晶系Ba（Zn0.75Co0.25）2Fe16O27铁氧体粉体和Ba（Zn0.25Co0.75）2Fe16O27铁氧体粉体吸波剂的电磁参数，每种吸波剂均具有特点。具有良好吸波性能的吸波剂是FeCuNbSiB纳米晶粉体、FeSiAl粉体、超细Ni粉体。（3）针对玻璃纤维表面磁改性，研究了一种具有良好电磁波吸收特性的玻璃纤维布的制备方法。采用液相还原法制备了纳米铁镍合金粉体，利用纳米粉体的物理吸附特性使粉体在玻璃纤维布中得到很好地分散，该粉体填充在玻璃纤维布表面和缝隙里，最终得到具有优良的电磁性能的玻璃纤维布。制备出的吸波玻璃纤维呈现出金属色泽，粉体与布结合力好，有一定的磁性。（4）开发了吸波剂梯度分布的结构型复合材料RTM成型技术。开发了应用于SMC成型方法的预浸料工艺，找到了环氧树脂触变剂和环氧树脂预浸料专用固化剂。制备的复合材料层合板，树脂基体与纤维界面结合牢固，尺寸稳定、表面光洁、阻燃。S玻璃纤维/环氧树脂复合材料层合板具有优良的力学性能：拉伸强度大于500MPa，弯曲强度大于400MPa。（5）研究了FeCuNbSiB纳米晶粉体、超细Ni粉体、铁氧体（0.25）、铁氧体（0.75）四种吸波剂在橡胶基体中的吸波性能。研究表明，FeCuNbSiB纳米晶粉体和超细Ni粉体具有良好的吸波性能，尤其是400目的FeCuNbSiB纳米晶粉体吸波性能最佳。吸波性能最佳和最具有实用价值的材料是“80wt%FeCuNbSiB纳米晶粉体（400目）/橡胶材料”，其tan e+tan m的值在2~12GHz频率范围内0.6~1.4，值0.23，材料与玻璃纤维/环氧树脂材料阻抗匹配。该材料可以作为玻璃纤维/环氧树脂复合材料层合板中的夹层，承担吸波功能。（6）研究了FeCuNbSiB纳米晶粉体、超细Ni粉体、铁氧体（0.25）、铁氧体（0.75）四种吸波剂在环氧树脂基体中的吸波性能。研究表明，FeCuNbSiB纳米晶粉体和超细Ni粉体具有良好的吸波性能，尤其是400目的FeCuNbSiB纳米晶粉体吸波性能最佳。FeCuNbSiB纳米晶粉体/环氧树脂材料的整体吸波特征为：在2~2.5GHz频率范围内随频率f增加而显着降低，值在2GHz时为4~6，在2.5GHz时大幅度降低到1.5，在大于4GHz时值约为1；吸波剂含量越高，值越大。值随频率的变化规律与值相同；材料在频率大于2.5GHz时与玻璃纤维/环氧树脂铺层的阻抗匹配，而在频率2~2.5GHz时与空气阻抗匹配；吸波剂含量越高，其磁损耗角正切值tan m值越大，而且在2.5~12GHz频带内一直非常稳定，显示了良好的宽频特性。FeCuNbSiB粉体/环氧树脂体系是最好的吸波基体材料。对于RTM成型、模压成型方法，选取50wt%FeCuNbSiB粉体/环氧树脂体系能够兼顾材料的成型性能和吸波性能；对于夹层层合板、SMC成型来说，可以选取80wt%FeCuNbSiB粉体/环氧树脂体系。50wt%FeCuNbSiB粉体/环氧树脂体系中粉体积含量很低（11%），整个体系具有良好的流动性；50wt%FeCuNbSiB粉体/环氧树脂体系的磁损耗角正切值tan m值在2~12GHz频带内一直波动在0.3左右，具有良好的宽频吸波性能。在阻抗匹配方面，在频率大于2.5GHz时与玻璃纤维/环氧树脂铺层的阻抗匹配（≈0.25），而在频率2~2.5GHz时与空气阻抗匹配（≈1）。较50wt%FeCuNbSiB粉体/环氧树脂体系，80wt%FeCuNbSiB粉体/环氧树脂体系的吸波性能更优，但树脂流动性较差，因此适合于夹层层合板、SMC成型。（7）以80wt%FeCuNbSiB粉体/环氧树脂为基体树脂，以S玻璃纤维为增强材料制备的复合材料层合板具有良好的综合吸波性能。板的表面反射系数衰减约为（-4）~（-5）dB，tan m值约为0.4~0.5，tan e+tan m值约为0.5~0.6，与空气的匹配厚度约为1.2~2mm。在层合板前方增加S玻璃纤维/环氧树脂铺层（即透波层）作为阻抗匹配层后，层合板的吸波性能显着增加。由透波层（1.62mm吸波玻璃纤维/环氧树脂）和吸波层（1.73mmFeCuNbSiB粉体/环氧树脂）组成的双层复合材料板具有优异的吸波特性：R≤-4dB的合格带宽达到了14.24GHz（3.76-18GHz），R≤-6dB的合格带宽达到了11.92GH（z4.4-8.8GHz，9.68-10.4GHz，11.2-18GHz）。（8）通过梯度铺层设计成功地进一步提高了复合材料层合板的吸波性能。当采用FeCuNbSiB纳米晶粉体为吸波剂，复合材料层合板的厚度为4mm时，在2~8GHz时R＜-4dB、在8~18GHz时R＜-8.5dB，具有良好的宽频吸波性能。当采用FeSiAl粉体为吸波剂，层合板由2.12mm的玻璃纤维/环氧树脂透波层和2mm的FeSiAl粉体/环氧树脂吸波层（0.5mmFeSiAl粉体/环氧树脂+0.5mm玻璃纤维/环氧树脂+1mmFeSiAl粉体/环氧树脂）组成，层合板厚度为4.1mm时，层合板吸波性能为：频率4.08-4.56GHz和15.6-16.48GHz范围内，R＜-4dB；当频率在4.56-15.6GHz范围内，R＜-6dB。（9）利用碳纤维和S型玻璃纤维按照1:1比例混编在一起的混杂纤维铺层技术可以有效调整层合板的吸波频带位置，起到定频段设计吸波性能的效果。（10）利用模块化设计可以有效拓宽层合板的吸波频带。模块化设计了厚度为4mm的FeSiAl粉体/环氧树脂复合材料层合板，层合板由（2.7mm玻璃纤维/环氧树脂+1.3mmFeSiAl/环氧树脂）和（2mm玻璃纤维/环氧树脂+2mmFeSiAl/环氧树脂）两部分组成。层合板具有优异的电磁吸收特性：当频率在2.24-3.76GHz，8.56-11.76GHz，和16.24-17.2GHz范围内，-6dB＜R＜-4dB；当频率3.76-8.56GHz和11.76-16.24GHz范围内，R＜-6dB。模块化设计了厚度为4mm的FeSiAl粉体/环氧树脂复合材料层合板，层合板由(2.46mm透波层+1.56mmFeSiAl吸波层)和(2.11mmFeSiAl吸波层+1.5mmFeCuNbSiB吸波层+0.4mm透波层)两部分组成。层合板具有优异的电磁吸收特性：在2-18GHz范围内，R值均小于-4dB；R值小于-6dB的合格带宽达到了12.96GHz（2-6.48GHz，9.52-18GHz），在6.48-9.52GHz频率范围内，R值均接近-6dB。（11）本文设计和制备的结构型吸波复合材料层合板吸波性能和力学性能优异：在厚度不大于4mm时，吸波性能2-18GHz，R≤×××。层合板力学性能：拉伸强度≥500MPa、抗弯强度≥400MPa；复合材料密度≤2.5g/cm3；复合材料具有良好的成型性能。
黄晓莉[4]2009年在《泡沫Fe-Ni电磁屏蔽材料的设计与屏蔽机理研究》文中认为本文采用电沉积方法制备了泡沫Fe-Ni材料,并利用光学显微镜(OM),扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、物理性能测量系统(PPMS)、同轴测试装置、点聚焦透镜天线、电子拉伸机等多种手段对其微观组织、力学性能、电磁屏蔽性能进行了系统的研究,并探讨了多孔材料的微观结构与性能的相关性。论文综合考虑了金属网状材料以及坡莫合金在电磁屏蔽应用中的优缺点,提出以磁性材料Fe-Ni系合金为骨架,以透气性的叁维网状材料为结构,制备具有软磁特性的泡沫Fe-Ni材料,并研究其在恒磁场以及交变电磁场屏蔽中的电磁屏蔽效能。泡沫Fe-Ni材料的密度为0.2g/cm~3～1.2g/cm~3,致密度为2.3%～12%。在空间中近似认为由正十四面体紧密堆积而成,泡沫Fe-Ni材料的骨架中空,骨架壁厚由两端到中间逐渐减薄,骨架截面积近似于圆形。热处理后,泡沫Fe-Ni与传统的1J50坡莫合金的主要成分相同,但其杂质含量较1J50多。骨架上Fe、Ni两种元素没有完全扩散之前,骨架上元素的分布为连续的梯度分布状态,主要的结构为与1J50相同的γ-(Fe,Ni)相。利用积分迭加方法建立了泡沫Fe-Ni磁导率与元素扩散的相关性。热处理工艺不同对材料宏观磁导率的影响主要来源于泡沫骨架上Fe、Ni两种元素分布的不同,且遵从的关系。结果表明,当Fe、Ni元素呈现一定的梯度分布时,材料的磁导率出现极大值。而不同孔径材料达到最佳磁性能的保温时间因为泡沫骨架半径的不同而不同。90ppi,厚度为3mm,致密度为12%的泡沫Fe-Ni热处理后,骨架表面γ-(Fe,Ni)的晶粒大小约在5μm ~ 30μm范围内,晶粒内部的磁畴多以条带状分布,不同晶粒之间的磁畴取向呈现一定的角度。材料的磁导率在外磁场强度为H=6Oe时达到最大,在静磁场和工频磁场下的屏蔽效能分别为8dB和21dB。使用Maxwell 2D软件模拟了多孔泡沫材料的磁场屏蔽效能与泡沫材料宏观结构参数之间的关系。结果表明,泡沫材料的磁屏蔽效能随着致密度的增加而增大,且当泡沫材料的致密度达到75%时,其磁场屏蔽效能与对应致密材料相差无几。选择适当的泡沫材料与致密材料组成双层方形屏蔽体时,其屏蔽效能与相应的致密材料相当,此时屏蔽体重量降低21.5%;若增大双层屏蔽体之间的空隙到8mm,磁场屏蔽效能增加24%,与圆形致密材料相差无几。利用积分迭加方法计算了热处理后Fe、Ni元素分布对泡沫Fe-Ni电导率的影响规律,结果表明:材料的电导率随着热处理温度的升高和保温时间的延长逐渐降低,导致泡沫Fe-Ni在30kHz ~1.5GHz范围内的屏蔽效能有2dB~4dB的降低。采用目前常用的几种理论模型分析了泡沫Fe-Ni材料的电导率随致密度的变化关系,结果表明,泡沫Fe-Ni的导电性能也随着材料致密度的增加而增加。电磁屏蔽效能测试表明,在30kHz~1.5GHz范围内,泡沫Fe-Ni的电磁屏蔽效能均大于60dB,且随着频率的增加逐渐降低;在2.6GHz~40GHz范围内,多孔Fe-Ni合金的电磁屏蔽随着频率的增加逐渐升高,且当f >26.5GHz时,其平均电磁屏蔽效能高于90dB。在频率200<f<400MHz,2GHz<f<15GHz范围内,泡沫Fe-Ni的电磁屏蔽效能与铝合金板相当,但其密度仅为铝合金板的1/3~1/2。与传统的不锈钢、铁网以及铜网相比,叁维网状结构的泡沫Fe-Ni合金在宽频带内的屏蔽效能要远高于传统的二维网状结构。在整个测试的交变电磁场频率范围内,泡沫Fe-Ni的屏蔽机制为反射损耗和多次反射损耗共同作用的结果,增加材料的导电性以及多次反射界面都会提高泡沫Fe-Ni的电磁屏蔽效能。泡沫Fe-Ni的压缩曲线呈现比较典型的弹塑性形变行为,试样的变形主要分为叁个阶段:弹性变形段,屈服平台阶段以及致密化阶段。应用Gibson经验公式并根据本试验材料的结构参数进行调整,得到泡沫Fe-Ni的表观屈服强度随着泡沫骨架长径比的增加而增加。
赵辉[5]2016年在《FeNip纳米复合材料制备及其吸波性能与力敏特性》文中提出针对雷达波吸收材料“薄、宽、轻、强”的发展要求,采用纳米吸波复合材料及其多层复合结构来提高吸波材料的吸波效果和拓宽其吸收频带成为研究重点。本文首先较系统地研究了FeNi合金纳米粉体的液相还原法制备工艺,成功制备了粒径约100nm的系列FeNi纳米合金粉体;然后,通过磁分离、萃取、密炼共混等组合技术,成功制备了FeNip/聚合物纳米复合材料及其层合板,并依次研究了FeNi合金纳米粉体和FeNip/聚合物纳米复合材料及其层合板的雷达波吸波特性,按照吸波特性优化了FeNi合金纳米粉体成分、磁场热处理工艺、层合板结构;最后,研究了FeNip/聚合物纳米复合材料的力敏特性,同时初步探讨了该材料在THz波段的吸波特性。(1)在FeNi合金纳米粉体制备方面,较系统地探讨了水合肼液相还原法制备FeNi合金纳米粉体的工艺因素,成功制备了粒径约100nm、形状近似球形的合金纳米粉体。优化后的制备工艺为:[Ni~(2+)]/[Fe~(2+)](摩尔比)≥1、[N2H4]/([Fe~(2+)]+[Ni~(2+)])(摩尔比)为2/1、起始p H=14、反应温度80oC、反应时间30min。开发了反应废液回收利用技术。(2)在FeNip纳米复合材料及其层合板制备方面,首先开发了“磁分离+萃取+密炼共混”组合技术,解决了高粉体含量的磁性纳米粉体在树脂和固体橡胶基体中的分散难题,成功制备了“80wt%Fe50Ni50p/E-51环氧树脂纳米复合材料”和“80wt%Fe50Ni50p/IIR纳米复合材料”。两种复合材料中纳米磁性粉体分布均匀、粉体团聚体尺寸达到纳米级水平,其密度分别为2.3~2.4g/cm3和1.9g/cm3。然后,采用SMC模压成型工艺制备了“玻纤/夹层(Fe50Ni50p/E-51纳米复合材料)/碳纤维环氧树脂复合材料”层合板和“玻纤/夹层(Fe50Ni50p/IIR纳米复合材料)/玻纤环氧树脂复合材料”层合板。层压板中的环氧树脂与纤维、吸波夹层与增强纤维层之间结合紧密、牢靠,层合板的表面光洁、尺寸可控。(3)在复合材料吸波性能与优化方面:首先,针对吸波剂,较系统地研究了Fe_(100-x)Ni_x系列合金纳米粉体的吸波性能。在1~18GHz频率范围内,Fe_(100-x)Ni_x合金纳米粉体的损耗机理以磁损耗为主,Ni含量对系列合金粉体的吸波性能有很大的影响。系列合金粉体中吸波性能优异的粉体为Fe20Ni80合金纳米粉体、Fe50Ni50合金纳米粉体。Fe20Ni80合金纳米粉体的相对介电常数εr在1~18GHz内值约为27;复磁导率实部μ′在1~6GHz之间约为3~1;磁损耗角正切值tanδm在4~10GHz频段内为0.5~0.8(≥0.5),在2.5~14GHz频段内大于0.3。Fe50Ni50合金纳米粉体在1~6GHz频段内μ′值约为2~1,在1~18GHz频段内εr约为15,tanδm在1.5~12GHz频段内大于0.3,在3~9GHz频段内约为0.5~0.7。对Fe50Ni50合金粉体进行横向磁场处理,可以有效提高其复磁导率实部和磁损耗角正切值。经横向磁场处理后,1.5mm厚度的Fe50Ni50合金粉体涂层在1~18GHz频带内,反射率|R|≥10d B合格吸收频带宽达到近3GHz,具有优异的性能。在Fe20Ni80合金纳米粉体外表包覆Cu后,粉体在10~18GHz频段的吸波性能得到显着提高,电磁波损耗机理由磁损耗为主的吸波机理变为在1~10GHz频段内的磁损耗为主和在10~18GHz频段内介电损耗为主的联合机理。(4)在复合材料层合板吸波性能与优化方面,首先,详细研究了“80wt%Fe50Ni50p/E-51环氧树脂纳米复合材料”及“80wt%Fe50Ni50p/IIR纳米复合材料”在1~18GHz频段内的吸波性能。两者在1~6GHz频段内μ′值约为2~1;前者在1~11GHz频段内tanδm≥0.3,在3~8GHz频段内tanδm约为0.5~0.65;后者在1~9GHz频段内tanδm≥0.3,在3~7GHz频段内tanδm约为0.45。吸波机理均以磁损耗为主。分别以“80wt%Fe50Ni50p/E-51纳米复合材料”和“80wt%Fe50Ni50p/IIR纳米复合材料”为夹层,设计和优化了“玻纤/夹层(Fe50Ni50p/E-51纳米复合材料)/碳纤维环氧树脂复合材料”层合板和“玻纤/夹层(Fe50Ni50p/IIR纳米复合材料)/玻纤环氧树脂复合材料”层合板。在层合板中,夹层厚度是复合材料板基础吸波性能的决定因素。随着夹层厚度的增加,吸收峰向低频方向移动。研究表明,不改变吸波夹层厚度,仅通过改变匹配透波层“玻纤/环氧树脂”铺层的厚度,可设计出具有宽频带、不同频带特性的层合板。以单层“80wt%Fe50Ni50p/IIR纳米复合材料”为夹层,当夹层厚度为2mm,“玻纤/环氧树脂”铺层厚度≥2mm时,层合板具有宽频吸波效果;以1.8mm厚度的“80wt%Fe50Ni50p/E-51环氧树脂纳米复合材料”为夹层、3.1mm厚度“玻纤/环氧树脂”为面铺层的“玻纤/夹层/碳纤维”层合板在5.4~8.8GHz和15.6~17.8GHz两个频带具有|R|≥10d B的吸波峰,峰宽达到5.6GHz,吸波峰处|R|≥25d B,具有优异的宽频吸波性能。(5)采用傅里叶变换光谱探测法测试了厚度均为1mm的“80wt%Fe50Ni50p/IIR纳米复合材料板”和“80wt%Fe50Ni50p/E-51环氧树脂纳米复合材料板”在3.6~20THz频段的透射谱和反射谱,初步探讨了其在THz频段吸波性能,为THz吸波材料的研发奠定了基础。在3.6~20THz频段,前者的反射系数R一直在-17.5d B左右波动,后者的R值均小于-30d B,对THz波均有较好的吸收特性。(6)较详细地研究了“30wt%Fe50Ni50p/Si R纳米复合材料”薄膜和“65wt%Fe50Ni50p/IIR纳米复合材料”薄膜的力敏特性。两种纳米复合材料薄膜在测试频率为1k Hz、压应力加载/卸载速度为0.1mm/min时均具有优异的力敏特性。厚度为185μm的“65wt%Fe50Ni50p/IIR纳米复合材料薄膜”在压应力0.2~0.9MPa范围内,对压应力进入稳定的敏感期,通过标定阻抗Z—压应力σ标准等效函数,可以作为接触应力传感器使用。
许智超[6]2013年在《铁镍二元合金纳米颗粒的制备及性能研究》文中提出铁镍二元合金作为典型的软磁材料，其结构、成分和热处理对其磁性能有很大的影响。当作为屏蔽材料时，其屏蔽作用主要来源于对电磁波的吸收，因此它是一种较为理想的电磁波吸收剂，可用来开发低二次污染电磁屏蔽导电涂料。本文研究了铁镍二元合金纳米粉末的制备条件对产物相及粒径的影响；成分及退火温度对合金粉末磁性能的影响；并测定了不同种类合金粉末的电磁参数以及讨论了合金种类与含量对屏蔽涂料相关性能的影响。利用液相还原法制备铁镍二元合金纳米粉末，探索了不同的反应温度，铁镍金属离子的总浓度和还原剂水合肼的体积对产物的成分及粒径的影响，并成功制备出了四种不同铁镍比例(1:3,1:4,1:6,1:10)的铁镍二元合金纳米粉末，实验结果表明：合金粉末颗粒是由小晶粒团聚而成；以反应温度为80C，水合肼的体积为13ml，金属离子浓度为1.0mol/L制备的铁镍(1:3)合金微观晶粒和宏观颗粒最小，颗粒平均粒径在45-60nm，该条件下还能成功制备出其它叁种比例的合金，且合金的实际组分与名义组分十分接近。通过对退火前后的四种不同比例的铁镍二元合金粉末进行结构和磁性能的分析发现，退火后，合金的组成和结构并未发生明显改变，只有晶粒的长大和点阵参数的变化；随着合金中镍含量的增大，合金的饱和磁化强度逐渐减小，矫顽力逐渐增大；随着退火温度的升高，合金的饱和磁化强度明显增大，矫顽力则明显降低。退火后，样品由半硬磁特性转变为典型的软磁特性。通过对四种铁镍合金纳米粉末电磁参数的测量及分析，结果表明，四种合金对电磁波的衰减均是以磁损耗机制为主。将合金纳米粉末加入到以40wt%丙烯酸树脂和60wt%镍粉组成的基体中制成电磁屏蔽导电涂料，研究合金的种类及加入量对涂层性能的影响。结果表明：合金的加入使涂层的电导率出现明显的降低；在加入合金粉末量相同的情况下，加入F1N4和F1N10(铁镍元素比为1:4,1:10)合金粉末的涂层屏蔽效能较未加合金粉末的涂层有一定的提高，其中以加入F1N10合金粉末时尤为明显；通过对加入不同含量的F1N10合金粉末所制备的涂层的屏蔽效能研究发现，在合金粉末含量不超过镍粉质量的8%时，涂层的屏蔽效能有一定的提高，这主要是由于电磁波吸收损耗增加的缘故，尤其在低频区100MHz以下和中高频500-1000MHz之间；在F1N10合金粉末含量为镍粉质量的5%时，涂层的屏蔽效能最高，比未加合金粉末的涂层高出8-10dB，同时该涂层在整个测试频段的吸收损耗比例明显提高，均在53%以上，这在一定程度上实现了低二次污染的目标。
卢慧芳[7]2014年在《纳米FeNi合金粉体的制备及其性能研究》文中认为超细铁镍合金粉体因具有高磁导率、良好的高频损耗特性而广泛应用于高频电感、电磁波吸收材料。本文在液相还原法制备了超细镍粉、超细铁粉的技术基础上，采用液相还原法制备了纳米Fe50Ni50合金粉体。首先，较系统地研究了液相还原法制备铁镍合金粉体的工艺，研究了反应温度、浓度等因素对粉体的粒径、物相及形貌的影响，解决了粉体在水、空气中的保存稳定性问题；其次，研究了制备过程中各阶段的产物物相，初步探讨了该反应过程的反应机理；根据反应机理研究了反应后一次废液的回收再利用问题；最后，研究了粉体的软磁性能，初步尝试了超细铁镍合金粉体的应用。研究表明，反应温度75℃~95℃下制备的产物均为(Fe0.5Ni0.5)0.9S、NiFe2O4和FeNi3，随着反应液中Ni2+的减少和Fe2+的增加，产物物相组成愈加复杂。85℃下、在反应5分钟后反应先生成NiFe2O4、FeNi3和{Fe,Ni}S2叁种产物，反应30min后的主要产物为NiFe2O4、FeNi3和(Fe0.5Ni0.5)0.96S，制备的粉体粒径约为100nm。水合肼过量和延长反应时间对产物物相均没有影响。此外，以废液作溶剂时，加入理论值1倍水合肼即可得到和以水作溶剂的一样反应产物。85wt%Fe50Ni50合金粉体/环氧树脂复合材料在频带0.5~4GHz内Fe50Ni50粉体吸波机制为磁损耗，在频带4~18GHz内Fe50Ni50粉体吸波机制为介电损耗。在频带0.5~18GHz内Fe50Ni50粉体的tanμ+tanε值约为0.2~0.3。以纳米Fe50Ni50合金粉体制备的磁粉芯，其1kHz频率时的磁导率为17.7，具有良好的高频软磁性能。
曹琦[8]2005年在《抗电磁干扰铁系合金粉微波吸收特性研究》文中提出在当今电子信息技术时代,随着计算机、移动通信、卫星通讯等高速发展,电磁干扰在军用和民用电子信息领域的影响越来越大。同时为实现通信高速化,时钟脉冲频率升高,随之而来的电磁波干扰频率也越来越高。为了抑制高频发射噪声引起的电磁波泄漏,就需要开发频率高损耗大的电磁波吸收材料,有效地吸收噪声能量。本论文简要介绍抗EMI材料吸收电磁波机理,讨论了不同材料的吸收电磁波性能。由于金属磁性材料的饱和磁感应强度高过于铁氧体,微波段的磁导率高,有利于实现薄层化, Snoek极限值所到达的频率高过于铁氧体材料,所以可以采用金属磁性材料来满足GHz频段抗干扰器件的要求。同时,金属磁性材料居里温度较高,在处理好氧化问题后,温度稳定性比铁氧体材料好。于是,近年来提出了使用橡胶或者环氧树脂作粘结剂的铁硅铝系软磁合金粉末。本文采用扁平化工艺及绝缘包覆工艺,对铁硅铝系软磁合金粉末进行改性,详细介绍了两种改善合金微粉吸收性能的工艺流程。对实验样品进行了SEM分析,观察了颗粒形貌对材料性能的影响。总结了不同球磨时间以及不同绝缘介质含量对于材料电磁性能的影响规律。分析单层吸波材料(含导电衬底)对电磁波的反射率公式,计算不同样品反射率,结果表明,球磨扁平化工艺及绝缘包覆工艺可有效地改善铁硅铝金属粉末的微波吸收性能。经改性后的铁硅铝系软磁金属粉末在1.0-3.5GHz频段内具有较好的吸波性能,可应用于抗电磁干扰。
庞永强[9]2009年在《FeCo基纳米晶吸收剂的制备与电磁性能研究》文中认为与传统的金属软磁材料相比,纳米晶软磁合金由纳米尺度的晶粒以及大量非晶界面组成,晶粒间的铁磁交换耦合作用使其内部的局域磁各向异性显着降低,因而具有优异的软磁性能,有望获得高磁导率。同时,这种特殊的纳米结构赋予了纳米晶软磁材料可调节性和可设计性,从而可以满足应用中的不同需求。本文以FeCo基合金为研究对象,试图揭示纳米晶的组分、工艺—结构—性能之间的关联,其中研究重点放在对微波电磁参数的调控上。文中首先研究了FeCo纳米晶机械合金化的过程及其对电磁性能的影响。在本文实验条件下,Fe0.7Co0.3样品完全合金化需要球磨30小时,且制备的FeCo纳米晶颗粒具有较高的比饱和磁化强度和较低的矫顽力,同时微波介电常数较低,因而在高频段具有较好的吸波性能。通过对两步球磨法制备的FeCo纳米晶颗粒显微形貌及电磁性能的研究,发现纳米晶合金的软磁性能有所恶化,但微波磁导率反而显着增大,这得益于在第二步机械研磨过程中纳米晶颗粒的扁平化转变。同时,颗粒的扁平状形貌增加了FeCo纳米晶填料在绝缘石蜡基体中的接触几率,导电通道容易形成,复合物的导电能力增强,从而使得微波介电常数升高,反射率吸收峰移向低频。针对上述颗粒扁平化在提高FeCo纳米晶合金复磁导率的同时也显着增加了微波介电常数的问题,利用RC等效电路法研究了非晶界面对纳米晶颗粒介电性能的影响。结果表明,介电常数虚部随着界面等效厚度的增加及其电导率的降低而单调减小;对于介电常数实部,在界面厚度比较小时,会得到增强,且界面电导率越小,这种增强作用越显着,当界面厚度增大时,与虚部的变化趋势一致。为此,利用两步球磨法制备了FeCoC和FeCoB纳米晶合金,通过XRD和TEM对微观结构分析,发现FeCoC是由α-Fe(Co)纳米晶、FeC和非晶C组成的多相复合结构,而FeCoB具有α-Fe(Co)纳米晶/非晶B双相结构。研究还发现,在保持较高复磁导率的同时,这种多相纳米结构大大降低了微波介电常数,与模型结果一致,从而有效地改善了低频吸波性能。上述研究表明,通过选择材料体系、调整工艺条件可实现对纳米晶合金微观结构的控制,从而达到有效调节微波电磁参数的目的。这对制备其他纳米复合吸收剂也有重要的指导作用。
杨柳[10]2015年在《亚铁磁/铁磁核壳型纳米复合颗粒的制备与磁性研究》文中研究指明核壳型磁性纳米复合颗粒的磁性能除了受核与壳颗粒的尺寸分布、形状、相纯度等因素影响以外,颗粒间磁相互作用也是决定性能的关键性因素,因此颗粒间磁相互作用具有非常重要的研究价值。本论文以合成NiFe_2O_4/FeNi和CoFe_2O_4/FeCo这种具有亚铁磁/铁磁核壳结构的纳米复合颗粒为基础,通过控制实验参数对颗粒间相互作用进行有效调控。本论文首先采用共沉淀法,通过控制实验参数制备出纳米量级的NiFe_2O_4不口CoFe_2O_4颗粒,然后在氢气气氛中经过退火处理得到具有不同核壳结构的NiFe_2O_4/FeNi和CoFe_2O_4/FeCo纳米复合颗粒。然后对所制备的纳米复合颗粒利用XRD和TEM分别进行结构分析、形貌分析。结果表明：所合成的颗粒均不含杂质相,并且随着退火温度的升高以及保温时间的增加,颗粒的还原程度增加,从而导致还原相在颗粒中所占的比例增大,核壳结构更加明显,并且壳的厚度随着保温时间的增加而增大。利用VSM对样品的基础磁性进行研究,结果表明：NiFe_2O_4内米颗粒表现出混磁性的特点,NiFe_2O_4/FeNi纳米复合颗粒表现出铁磁性的特点,且矫顽力和饱和磁化强度都随着保温时间的增加而逐渐增大。CoFe_2O_4/FeCo纳米复合颗粒的室温磁滞回线呈现出铁磁性的特征,饱和磁化强度随着保温时间的增加而逐渐增大,矫顽力呈现出先增加后减小的趋势。通过测量等温剩磁曲线(IRM)和直流退磁剩磁曲线(DCD)对颗粒间磁相互作用进行研究,结果表明：NiFe_2O_4/FeNi和CoFe_2O_4/FeCo内米复合颗粒间的相互作用以磁偶极相互作用为主。当退火温度为300℃时,随着保温时间的增加,颗粒间磁偶极相互作用逐渐减弱,实现了对磁相互作用的调控。并且从磁相互作用的调控效果来看,CoFe_2O_4/FeCo与NiFe_2O_4/FeNi目比,CoFe_2O_4/FeCo纳米复合颗粒的调控效果更明显。
参考文献：
[1]. Fe-Ni软磁合金吸波材料的设计与制备[D]. 张晓宁. 北京工业大学. 2003
[2]. 铁镍合金复合材料的制备以及在高频领域中的应用[D]. 李国君. 天津大学. 2016
[3]. 结构型吸波复合材料制备与吸波性能研究[D]. 郑夏莲. 南昌大学. 2014
[4]. 泡沫Fe-Ni电磁屏蔽材料的设计与屏蔽机理研究[D]. 黄晓莉. 哈尔滨工业大学. 2009
[5]. FeNip纳米复合材料制备及其吸波性能与力敏特性[D]. 赵辉. 南昌大学. 2016
[6]. 铁镍二元合金纳米颗粒的制备及性能研究[D]. 许智超. 安徽工业大学. 2013
[7]. 纳米FeNi合金粉体的制备及其性能研究[D]. 卢慧芳. 南昌大学. 2014
[8]. 抗电磁干扰铁系合金粉微波吸收特性研究[D]. 曹琦. 华中科技大学. 2005
[9]. FeCo基纳米晶吸收剂的制备与电磁性能研究[D]. 庞永强. 国防科学技术大学. 2009
[10]. 亚铁磁/铁磁核壳型纳米复合颗粒的制备与磁性研究[D]. 杨柳. 钢铁研究总院. 2015