片状Fe65Co35/石墨烯复合材料的制备及其电磁性能的研究

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传统的磁性金属及其合金材料拥有较大的饱和磁化强度和磁损耗能力,但是在Snoek极限的影响下会导致其磁导率随着频率的上升急剧下降,通过改变其微观形貌可以有效的缓解下降趋势。本文采用水热法合成了Fe65Co35磁性合金材料,并通过复合石墨烯等优化其电磁参数,在低添加量下获得了优异的电磁性能。具体研究如下:  1、研究了不同形貌的Fe65Co35对其电磁参数及反射率的影响。在水热过程中改变聚乙二醇-400添加量获得了多种形貌的 Fe65Co35,并测试了形貌特征对其电磁参数及其反射率影响。结果表明,随着聚乙二醇-400含量的上升,Fe65Co35粒径尺寸变小,其形貌片状化特征更明显,片状形貌有利于改善其电磁参数。当聚乙二醇-400含量为20 ml时,匹配厚度为2.0 mm,其有效吸收带宽分别为5.76 GHz-9.68 GHz,最大吸收峰出现在7.44 GHz频段,最低反射率为-26.26dB。  2、在Fe65Co35的基础上,复合一定含量的石墨烯,使其在低添加量下依然具有优异的电磁波吸收性能。研究了石墨烯含量对复合材料的形貌结构和电磁参数反射率的影响。结果表明,石墨烯含量为0.5%时,大量的Fe65Co35难以附着在石墨烯表面,而当石墨烯含量达到2%,石墨烯会产生一定的堆叠。当石墨烯含量为1%,复合材料达到良好的匹配阻抗特性,材料有着8.4 GHz-13.2 GHz的有效吸收带宽,并且出现了两个吸收峰,最大吸收可达-27.1 dB。  3、为了改善低含量下Fe65Co35过低的复介电常数,我们在Fe65Co35的基础上掺杂了一定含量的 P元素。在水热过程中加入拥有一定还原能力的 NaH2PO2,得到了不同含量 P掺杂的Fe65Co35,对材料进行结构形貌的表征和电磁参数的测试。结果表面,NaH2PO2的添加明显改变了Fe65Co35的形貌,得到了立方体的Fe65Co35,且随着P元素含量的上升,颗粒尺寸变大。电磁结果表明P的加入有效的提高了材料的复介电常数实部,改善了材料的匹配阻抗特性。不同含量的P掺杂都可以得到相对优异的反射损耗,当NaH2PO2的添加量为0.5g时,材料在8 GHz-13.2 GHz有着有效吸收,最大吸收峰的值可达-34.2 dB。  本文首先制备了 Fe65Co35,然后通过复合和掺杂的手法对其进行改性,使其在低添加量下依然拥有较好的电磁波吸收性能,为新型吸波材料的发展和研究提供了参考。
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