离心雾化法制备FeSi合金粉及其电磁性能研究

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离心雾化法是商业生产中普遍使用的一种大批量合金微粉生产方法,具备生产效率高、微粉颗粒均匀、生产成本低的优点,但一般的雾化法制备的微粉颗粒为球形。而作为电磁波吸收剂所使用的合金粉末来说,较大的长径比能增加材料的吸收性能。根据这一需求本论文设计制作了一套离心雾化设备,并用该设备制备了椭球形和球形的Fe90Si10、Fe80Si20和Fe70Si30合金粉。利用X射线衍射仪(X-ray diffraction, XRD)扫描电子显微镜(Scanning electronic microscope, SEM)和矢量网络分析仪(Vector network analysis)等检测仪器对其相结构、微观形貌及电磁特性进行了表征,并研究了其电磁波吸收性能。研究结果表明:椭球形和球形的Fe90Si10、Fe80Si20和Fe70Si30合金粉分别主要由体心立方的α-Fe、Fe1.34Si0.66化合物和FeSi化合物相所组成。其复介电常数实部随着硅含量的增加先增大后减小,虚部保持在0.2左右。复磁导率Fe90Si10合金粉的明显高于其余两者。增加粉体填充率,能有效地增大复介电常数实部和磁导率虚部。在所测试的厚度分别为2mm、3mm和4mm试样中,成分为Fe90Si10的合金粉吸收频带更宽,在整个测试频段内的吸波性能明显优于其他两种成分的合金粉。且较大的填充率,能获得较好的吸收性能。本论文所制备的Fe90Si10合金粉与市售球形Fe91Si9合金粉相比,无论是电磁性能还是微波吸收性能都要明显优于市售球形Fe91Si9合金粉。羰基铁分别与市售Fe91S19、Fe91.2Si3.1P2.9Sb2.8和自制Fe90Si10的粉末按不同比例混合制备成复合粉末,所制备的复合粉末具有优良的微波吸收性能。当两种粉末质量比为1:1时,吸收性能最佳。产生这种优良的吸收性能主要因素是:适当比例的两种粉末混合后,电磁匹配性能提高。
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