【摘 要】
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面对科学技术的快速发展,电磁波辐射无处不在,给生活带来极大负面影响。研究和使用新型高性能的微波吸收材料是解决这一问题的重要手段之一。钴铁氧体是一种应用广泛的传统磁损耗吸波材料,它有着特殊的物理、化学和磁特性,而且原料来源广泛,价格低廉,是一种性价比极高的吸波材料。但也有着吸波强度较低、吸收带宽较窄、阻抗匹配程度不高等缺点。可以通过与其它材料复合来克服其存在的这些缺点,开发出更高性能的微波吸收材料。
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面对科学技术的快速发展,电磁波辐射无处不在,给生活带来极大负面影响。研究和使用新型高性能的微波吸收材料是解决这一问题的重要手段之一。钴铁氧体是一种应用广泛的传统磁损耗吸波材料,它有着特殊的物理、化学和磁特性,而且原料来源广泛,价格低廉,是一种性价比极高的吸波材料。但也有着吸波强度较低、吸收带宽较窄、阻抗匹配程度不高等缺点。可以通过与其它材料复合来克服其存在的这些缺点,开发出更高性能的微波吸收材料。本论文以钴铁氧体为基体材料,将其与软磁材料钴铁合金、导电高分子材料聚苯胺和半导体材料氧化锌复合,利用X射线衍射（XRD）、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、比表面积（BET）、热重-差示扫描量热（TG-DSC）等测试手段对材料的结构和组成、元素价态、微观形貌等进行了表征和分析,采用振动样品磁强计（VSM）测试了材料的磁性能,用矢量网络分析仪（VNA）研究了材料的微波吸收性能,并对复合材料的吸波机理进行了探讨,研究结果如下:1.通过原位水热还原法制备了交换耦合CoFe2O4/Co Fe复合材料。详细研究了表面活性剂对其微观结构和性能的影响。结果表明,以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为表面活性剂的CoFe2O4/Co Fe样品具有更多的两相界面和良好的分散性,CoFe2O4和Co Fe的粒径分别为45 nm和38.4 nm。紧密的接触界面和较小的晶粒尺寸产生了合适的交换耦合效应,从而提高了CoFe2O4/Co Fe复合材料的微波吸收性能。CoFe2O4/Co Fe样品在厚度为3.5 mm时的最大反射损耗(RLmax)为-54.8 d B,有效吸收带宽（EAB）为3.16 GHz。2.采用溶胶-凝胶自蔓延燃烧结合原位聚合法制备了CoFe2O4/PANI复合材料。研究结果表明,PANI材料的引入增大了复合材料的比表面积,提高了阻抗匹配程度,且复合材料兼具磁损耗和介电损耗,以硝酸为聚合环境的复合样品在厚度为2.5 mm时拥有最佳反射损耗-97.22 d B,对应频率为11.68 GHz,有效吸收带宽为9.92 GHz,表现出优异的吸波性能。3.通过溶胶-凝胶自蔓延燃烧结合水热法合成了CoFe2O4/Zn O复合材料。结果表明,钴铁氧体的加入使得原本团聚的Zn O六棱柱分散性增强,随着CoFe2O4含量的增加,复合材料的饱和磁化强度由22.82 emu/g增加到48.01 emu/g,复合材料的反射损耗先变大后变小,当添加量为0.2 g时,样品在厚度为2.6 mm时最佳反射损耗为-38.34 d B,有效吸收带宽为5.83 GHz,此时样品具有最佳的阻抗匹配。
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