【摘 要】
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随着电磁技术的广泛应用,电磁辐射和电磁干扰已经成为了一个不可避免的问题,微波吸收材料可以有效的吸收电磁波将其转化为热能散发掉,从而减少电磁波对环境和人体的影响。因此受到了人们广泛关注。γ-Fe2O3作为氧化铁的一种特殊晶型,即拥有氧化铁良好的介电损耗能力,又具有其特殊的磁损耗能力,这是大多数微波吸收材料所不具备的。但是单纯的γ-Fe2O3由于其相对吸收厚度过大,且吸收强度相对较低,限制了其微波吸收
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随着电磁技术的广泛应用,电磁辐射和电磁干扰已经成为了一个不可避免的问题,微波吸收材料可以有效的吸收电磁波将其转化为热能散发掉,从而减少电磁波对环境和人体的影响。因此受到了人们广泛关注。γ-Fe2O3作为氧化铁的一种特殊晶型,即拥有氧化铁良好的介电损耗能力,又具有其特殊的磁损耗能力,这是大多数微波吸收材料所不具备的。但是单纯的γ-Fe2O3由于其相对吸收厚度过大,且吸收强度相对较低,限制了其微波吸收方面的发展潜力。本文从形貌调控和材料组分设计等方面出发,通过简单合理的实验方案成功的制备出二维多孔磁性氧化物纳米片,并研究了γ-Fe2O3的组成、形貌、成分以及构建缺陷等方面与材料的微波吸收性能之间的关系。主要研究内容如下:1.为了提高γ-Fe2O3的微波吸收能力,我们通过两步煅烧法合成了二维γ-Fe2O3磁性氧化物纳米片。在原本投料的基础上加入微量的铝元素掺杂进γ-Fe2O3晶格中,然后利用在碱溶液中活泼性差异刻蚀二维Al掺杂γ-Fe2O3磁性氧化物纳米片,获得了二维多孔结构。该二维多孔磁氧化物材料展现出优异的微波吸收性能,当用NaOH溶液刻蚀一小时,其最小反射损耗为-52.4d B,最佳匹配厚度仅为2.2mm,且最大带宽为5.12GHz。材料微波吸收性能提高地主要原因是由形貌调控提高了材料的界面极化和偶极极化和刻蚀形成的缺陷改善了材料电导极化能力,多种极化机制相互协同作用。2.根据二维多孔Al-Fe2O3磁性氧化物纳米片合成方法,通过在原先的设计基础上加入磁性元素钴,成功的制备多孔FeCoAl纳米片。并且详细地说明磁性元素的添加有效的改善了材料的磁损耗能力。对微波吸收性能有了极大的改善。测试的结果表明,少量的磁性元素的添加对于有效吸收带宽有了直接的影响,当添加5%重量比的钴元素在原先的投料中达到最佳效果,在匹配厚度为2.5mm时,反射损耗为-26.3d B,有效吸收带宽为5.68GHz,当匹配厚度为3mm时,有效吸收带宽达7.92GHz。覆盖了部分的X波段和几乎全部的Ku波段。总而言之,本文通过简单有效的实验方案合成二维多孔磁性氧化物纳米片,并且通过一系列实验证明微量磁性元素的掺杂可以有效的改善材料的磁损耗效应提高材料的有效吸收带宽,对于纯的γ-Fe2O3来说性能有了显著的改善。
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