【摘 要】
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本毕业设计研究了不同球磨时间得到的片状FeSiAl磁粉的晶体结构及电磁性能,并制备了以ZrO2为基体,片状FeSiAl磁粉为吸收剂的吸波涂层。研究了球磨时间、FeSiAl磁粉含量、涂层厚度对片状FeSiAl磁粉的电磁及吸波性能的影响。分别利用SEM、XRD、VSM观察片状FeSiAl磁粉形貌及晶体结构,以及片状FeSiAl磁粉的饱和磁化强度,利用微波网络矢量分析仪测试了片状FeSiAl磁粉的复介电
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本毕业设计研究了不同球磨时间得到的片状FeSiAl磁粉的晶体结构及电磁性能,并制备了以ZrO2为基体,片状FeSiAl磁粉为吸收剂的吸波涂层。研究了球磨时间、FeSiAl磁粉含量、涂层厚度对片状FeSiAl磁粉的电磁及吸波性能的影响。分别利用SEM、XRD、VSM观察片状FeSiAl磁粉形貌及晶体结构,以及片状FeSiAl磁粉的饱和磁化强度,利用微波网络矢量分析仪测试了片状FeSiAl磁粉的复介电常数与复磁导率,并采用MatLab分析计算得到反射率。实验结果表明:（1）球磨时间会对材料的形貌以及电磁性能产生显著影响,随着球磨时间的升高,FeSiAl粉末呈现明显的扁平化趋势,在球磨40h时粉末的平均粒径为66.77 μm,球磨45h时粉末的平均粒径为58.81μm,球磨45h的粉末除了扁平化后得到的片状粉末外,由于球磨时间的升高还出现了粒状粉末;随着球磨时间升高,FeSiAl磁粉饱和磁化强度由球磨40h时的96.24 emu/g下降到球磨45h的47.87 emu/g。（2）在1 GHz～6 GHz频率范围内,将磨40h与球磨45h的片状FeSiAl磁粉与不同比例石蜡混合压制同轴环样品,两种粉末均在石蜡含量30 wt%时具有最低的复介电常数实部与最大复磁导率实部,复介电常数实部最小值分别为19.24与18.60,复磁导率实部最大值分别为3.32与3.48;同时在石蜡含量30 wt%、模拟厚度为4 mm时两种粉末反射率最小,分别在1.6 GHz处为-12.75 dB与在2.0 GHz处为-13.33 dB;随着厚度的增加,两种粉末的反射峰向低频段运动,且频宽逐渐增大,当厚度为4mm时,样品反射率＜-10 dB频段带宽分别为1 GHz与1.45 GHz。（3）向球磨40h与球磨45h的FeSiAl磁粉中加入不同比例CrNi粉末,制备成同轴环样品,石蜡比例30 wt%,在加入2 wt%CrNi粉末的混合粉末具有最低的复介电常数实部与最大复磁导率实部,复介电常数实部最小值分别为14.08与17.04,复磁导率实部最大值分别为4.81与4.95,复介电常数较原粉末明显下降,复磁导率较原粉末明显上升;同时在石蜡含量30 wt%、模拟厚度为4 mm时两种粉末反射率最小,分别在1.85 GHz处为-14.19 dB与在1.6 GHz处为-14.43 dB;随着厚度的增加,两种粉末的反射峰向低频段运动,且频宽逐渐增大,当厚度为4mm时,样品反射率＜-10 dB频段带宽分别为1.1 GHz与1.53 GHz,相较于原粉末频宽均明显增大。（4）向球磨40h与球磨45h的FeSiAl磁粉中加入不同比例TiB2粉末,制备成同轴环样品,石蜡比例30 wt%,在加入1 wt%TiB2粉末的混合粉末具有最低的复介电常数实部,复介电常数实部最小值分别为14.33与17.04,但复磁导率相较于原粉末明显下降,材料磁性能下降明显,复介电常数较原粉末明显下降;同时在石蜡含量30 wt%、模拟厚度为4 mm时两种粉末反射率最小,分别在1.5 GHz处为-11.14 dB与在1.7 GHz处为-11.6 dB;随着厚度的增加,两种粉末的反射峰向低频段运动,且频宽逐渐增大,当厚度为4mm时,样品反射率＜-10 dB频段带宽分别为0.51 GHz与0.85 GHz,相较于原粉末频宽均明显降低。（5）将球磨40h的FeSiAl粉末利用等离子喷涂技术制备成不同厚度的吸波涂层,利用SEM观察涂层形貌,发现经过等离子喷涂后FeSiAl粉末扁平化程度加深,涂层在厚度1.5 mm时具有最小反射率,在4.5 GHz处为-11.73 dB;利用电阻炉加热厚1.5 mm的涂层并测量不同温度下的反射率,发现反射峰随着温度升高逐渐向高频区偏移,反射峰峰值降低且半峰宽变大,涂层反射率＜-10 dB频段带宽在500℃时可达0.89 GHz,温度继续升高至居里点后,由于FeSiAl变为顺磁物质,磁损耗急剧降低,反射率峰值半峰宽急剧降低。
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