【摘 要】
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电子与通信技术的发展虽然给人类带来便利,但大量的电磁辐射污染也随之而来。吸波材料可以将进入材料内部的电磁波能量转化为热能或通过干扰将其耗散,有利于解决电磁辐射污染带来的问题。然而,吸波材料因为大多在恶劣的环境中使用,如海洋和酸雨,具有极强穿透力的腐蚀粒子会使传统的吸波材料失效。FeSiAl具有高饱和磁化强度以及优异的磁损耗性能,并且不含贵金属,具备低成本的优点。因此,本文在FeSi基合金表面逐层开
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电子与通信技术的发展虽然给人类带来便利,但大量的电磁辐射污染也随之而来。吸波材料可以将进入材料内部的电磁波能量转化为热能或通过干扰将其耗散,有利于解决电磁辐射污染带来的问题。然而,吸波材料因为大多在恶劣的环境中使用,如海洋和酸雨,具有极强穿透力的腐蚀粒子会使传统的吸波材料失效。FeSiAl具有高饱和磁化强度以及优异的磁损耗性能,并且不含贵金属,具备低成本的优点。因此,本文在FeSi基合金表面逐层开发有机/无机双层结构,以使复合结构具备高效的微波吸收和防腐性能。首先,联合溶胶-凝胶法（Sol-Gel）和高分子原位聚合技术制备FeSiAl@SiO2@PUA复合结构,兼顾SiO2的优良透波特性和丙烯酸聚氨酯（PUA）的介电调节作用。系统优化工艺调控多级界面的微观结构,增强其吸波性能。研究发现,FeSiAl@SiO2@PUA复合结构在匹配厚度4.5 mm,最低反射损耗(RLmin)可达-49 d B,有效吸收带宽（RL＜-10 d B）可以达到3.5 GHz（4.3-7.8 GHz）。其次,优化包覆层顺序并引入等离子体诱导技术（PECVD）制备FeSiAl@PUA@SiO2梯度有机/无机复合结构。该结构增加界面结合提升了化学稳定性,克服FeSiAl@SiO2@PUA复合结构受热易分解等问题。对材料的微观结构和微波吸收的性能进行了系统地研究发现,有机/无机双层结构不仅有利于界面极化,且有效地使介电常数降低并优化阻抗匹配。在匹配厚度为2.3 mm时,复合结构的RLmin可达-47 d B,同时有效带宽可以达到5.3 GHz,几乎囊括整个Ku波段（12-18 GHz）。最后,利用电化学腐蚀分析法评估FeSi基有机/无机复合结构在5.0 wt%的Na Cl溶液中的耐蚀性。由于有机/无机双层结构可以有效屏蔽腐蚀粒子,相较于FeSiAl,复合结构的腐蚀电位从-0.167 V增加到-0.047 V,腐蚀电流从3.04×10-6A/cm~2降低到2.16×10-6 A/cm~2,年腐蚀速率从9.77×10-13 m/s减小到6.94×10-13 m/s,极化电阻从8064Ωcm~2提高到16273Ωcm~2。总之,SiO2作为致密的耐热层和腐蚀粒子的屏蔽层,PUA具备介电调节作用和高附着力,PECVD实现PUA的致密化,增强复合结构的界面结合。制备的FeSi基有机/无机复合结构同时具备高效的吸波和防腐性能。
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