高熵氧化物粉体的制备与吸波性能研究

来源 :郑州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lyzwrf
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,随着微波通讯技术的发展,通讯设备的使用越来越频繁,严重影响着人体健康,由此产生的电磁污染问题也愈发严重,吸波材料成为目前研究的热点。然而,常规吸波材料的耐腐蚀、抗氧化和高温性能不好,尤其不能满足武器装备高温部位的隐身需求,严重限制了全方位隐身技术的发展,因此,开发耐高温、耐腐蚀、抗氧化的吸波材料势在必行。高熵陶瓷材料被定义为具有高构型熵的五个或更多阳离子或阴离子亚晶格的固溶体,是目前陶瓷材料研究的热点领域。尽管现有研究高熵陶瓷的吸波性能一般,但与常用的吸波材料相比,高熵陶瓷具有高强度、高硬度、耐腐蚀、抗磨损、抗氧化和耐高温等突出优势。此外,目前关于吸波高熵陶瓷的研究,仅限于单温度点、单一制备方法及其吸波性能研究,研究体系也有待拓展。制备工艺对高熵陶瓷粉体特征的影响也缺乏关注。本文主要研究不同制备工艺对高熵氧化物粉体特征的影响,及盐岩型和尖晶石型高熵氧化物粉体的吸波性能和高温稳定性。主要研究内容和研究结果如下:(1)以氧化物陶瓷作为研究体系,基于高熵多组元协同增效机制,采用球磨法(300 r/min,2 h)、滴定法(氨水滴定)和水热法(200℃,24 h)制备了(Mg0.2Ni0.2Co0.2Cu0.2Zn0.2)O不同前驱体,分别标记为S1、S2、S3,前驱体粉体在不同温度下(900℃-1200℃)焙烧,制备岩盐型高熵氧化物粉体。前驱体在900℃下就可以烧制成(Mg0.2Ni0.2Co0.2Cu0.2Zn0.2)O高熵氧化物粉末,温度越高物相越纯净,在1200℃时达到纯净的单一岩盐相。SEM和XRD分析表明,其微观结构与前驱体有关,而相组成与前驱体无关。所有高熵氧化物粉体均呈现单一岩盐相。与S1和S2相比,S3的高熵氧化物粉末在主晶表面分布均匀,晶粒细小。(2)改变原料配比,采用滴定法在1200℃下制备岩盐型高熵氧化物粉体(Mg0.1Ni0.6Co0.1Cu0.1Zn0.1)O、(Mg0.15Ni0.4Co0.15Cu0.15Zn0.15)O,SEM和XRD表明,随着Ni元素含量的变化,不同高熵陶瓷粉体的特征峰相对位置略有变化,颗粒尺寸也越来越大。用矢量网络分析仪测试分析后,三种原料配比合成的岩盐型高熵陶瓷粉体在0-26 GHz的吸波数值均在-10 dB以内,表明岩盐型高熵氧化物粉体电磁波吸收性能较差。但是具有热稳定性,(Mg0.2Ni0.2Co0.2Cu0.2Zn0.2)O高熵氧化物粉在1200℃下保持稳定。(3)采用滴定法(氨水滴定)制备(MnCoFeNiZn)3O4、(MnCoFeNiCu)3O4、(MnCoFeNiCr)3O4前驱体,并在不同温度下(900℃-1200℃)焙烧制备尖晶石氧化物粉体。探究出合成尖晶石型高熵氧化物粉体(MnCoFeNiCu)3O4的最低温度为500℃,随着烧结温度的升高,(MnCoFeNiCu)3O4晶粒尺寸会先变小,然后因为烧结颗粒团聚而变大,烧结温度达到800℃后,获得了良好的几乎单一立方尖晶石相。组分为(MnCoFeNiCu)3O4的高熵氧化物粉相对于其他两种组分(MnCoFeNiZn)3O4、(MnCoFeNiCr)3O4的磁性较好、电磁波吸收性能也较好。(MnCoFeNiCu)3O4在烧结温度为800℃时,具有最好的电磁波吸收能力,最小RL值是-15.5 dB,并且RL低于-10 dB的带宽可以通过调整吸收体的厚度(2.5-5.0 mm)在4-13 GHz宽频下调整,是一种良好的电磁波吸收材料,1000℃下稳定。
其他文献
动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)是一种由脂质驱动的慢性炎症性疾病,是引发急性心脑血管疾病的根本原因,目前已成为危害人类健康的头号杀手。研究发现,炎症浸润和脂质代谢紊乱是AS斑块微环境的两个主要特征,二者相互作用形成恶性循环,加剧AS疾病的进展。一方面,氧化低密度脂蛋白(Oxidized low-density lipoprotein,ox-LDL)诱导内皮细胞功能障碍,细胞内自
学位
钼及钼合金材料广泛应用于钢铁冶金、航空航天、电气、化工、军工以及电子工业等领域。钼粉是经粉末冶金工艺制备钼及钼合金材料的主要原料,目前工业上主要采取氢还原法制备钼粉,但存在粒径粗,安全性低等问题。相比之下,碳还原法制备的钼粉粒径较细且过程更加安全。目前已经有许多碳还原氧化钼制备钼粉的相关研究,但对于碳还原氧化钼过程中的物相变化、形貌演变等还原机理等还缺乏深入研究。特别地,在一段还原过程中Mo4O1
学位
动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)是冠心病、心肌梗死等多种心血管疾病的主要元凶。由于其发病的隐蔽性,易错过最佳治疗时机,故采取有效措施对AS进行早期检测和干预尤为重要。由AS发病机制可知,泡沫细胞的形成是AS的早期事件,在AS发生和发展中起着重要作用。如果能在泡沫细胞阶段对AS进行早期检测,并采取有效的干预措施,将有望抑制甚至逆转AS的发病进程。目前,虽然已有一些检测泡沫细胞的方
学位
钽作为难熔金属具有许多优异的性能,如耐腐蚀能力强、化学稳定性高、热膨胀系数低、冷加工性能好等,在航空航天、电子工业、武器系统、医学等领域都有广泛的应用。钽的冶炼方法主要分为两种,1903年以前,钽的制备大多是通过热还原法,1922年以后,熔盐电解生产钽粉成功,奠定了钽的工业化生产基础。熔盐电解法提取、提纯金属钽是一种具有较大发展潜力和应用前景的短流程、绿色冶金技术。电解要素中电解质的组成对电流效率
学位
黄河上中游流域水资源匮乏且生态系统脆弱,明晰气候与下垫面变化对蒸散发(ET)时空变化的影响机制对于未来黄河流域水资源优化配置与生态建设规划均具有重要意义。基于实测降雨、径流量和GRACE产品数据,利用线性加权融合方法对5种全球ET产品进行融合。利用去趋势法、偏相关分析、“两步”多元线性回归、全微分和残差法定量计算ET对降雨(PCPN)、温度(Temp)、日照时数(SD)、饱和水汽压差(VPD)、风
学位
沟塘是典型的小微湿地,虽然其面积小,但数量众多且分布广泛,是全球内陆水体的重要组成部分,在全球碳氮循环中发挥了重要的作用。在地形起伏的丘陵区,沟塘主要分布在低洼的沟谷区域,由坡面产流汇集而成,是承载集水坡地径流并向下游物质输送的重要水文通道,同时也是碳氮发生生物地球化学反应的热点区域。然而,丘陵区沟塘温室气体排放过程被长期忽略,其排放潜力也亟待揭示。本研究选取太湖上游丘陵区四类典型沟塘(茶园塘、村
学位
2030年实现碳达峰及2060年实现碳中和是我们国家作出的重大战略决策。在国家“两碳”战略的背景下,如何做好碳达峰、碳中和成为各个行业值得去思考的问题。建筑3D打印技术是一种绿色环保的新型建造方式,在自由度、个性化建造以及原材料利用率等方面都具有很大的优势。废弃橡胶如果不能合理处理将会对环境带来恶劣的的影响。根据建筑3D打印技术对打印材料的要求同时结合橡胶粉的材料特性将橡胶粉应用于3D打印材料之中
学位
钨具有熔点高、硬度大和热膨胀系数低等优良性能,广泛应用于医疗、军事和核工业等领域。然而,由于钨韧脆转变温度低,传统的机加工难以制备精密钨构件,限制了其进一步广泛应用。近年来,金属3D打印技术的发展为钨复杂构件的制造提供了新途径,原料钨粉性能是决定增材制造钨构件质量的关键因素,随着对钨构件致密化要求的提升,对钨粉粒形和粒度的要求也随之提高。本文采用射频感应等离子球化技术对钨粉进行球化,通过优化工艺,
学位
湿陷性黄土是一种特殊性质的土,遇水浸湿后,土体结构被破坏,抗剪强度参数改变,在土的自重压力和上部荷载共同作用下,会产生大量的湿陷沉降,黄土的湿陷沉降使得地基不满足承载力要求,严重危害建构筑物安全。复合地基作为湿陷性黄土地基的处理手段之一,使桩体和土体共同承担上部荷载,可以有效减小地基沉降,同时桩的挤密作用可以消除黄土湿陷性,充分发挥土的承载潜能,满足地基承载性状的要求。近些年来,由于持续降雨等极端
学位
高速列车是当今中国的重要经济支柱,是多数人出行的首选交通工具,其安全问题不容忽视。牵引系统控制技术是高速列车安全运行控制技术的关键。我国高铁线路长且跨越地域广,不同的环境条件会对轮轨条件产生不同的影响。若某轮对发生故障,其牵引动力损失,若不及时处理则会对牵引系统造成不利影响。而执行器由于其自身物理限制等原因出现饱和现象会导致系统控制性能降低等问题,进而影响牵引系统的安全运行。因此,寻求能保证牵引系
学位