【摘 要】
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随着信息技术产业的发展,电磁波吸波材料在电子可靠性、航空航天、军事等方面发挥着越来越关键的作用,因此开发出薄、轻、强、宽要求的电磁波材料逐渐成为研究热点。本文针对吸波材料的研制目标,开展了铁氧体洋葱碳复合吸波材料的研究,主要包括Fe3O4/洋葱碳、Ni Fe2O4/洋葱碳、Zn Fe2O4/洋葱碳三个体系,首先对三个体系的工艺参数进行优化,以达到最佳的吸波性能,并对复合材料的形貌、成分以及吸波性能
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随着信息技术产业的发展,电磁波吸波材料在电子可靠性、航空航天、军事等方面发挥着越来越关键的作用,因此开发出薄、轻、强、宽要求的电磁波材料逐渐成为研究热点。本文针对吸波材料的研制目标,开展了铁氧体洋葱碳复合吸波材料的研究,主要包括Fe3O4/洋葱碳、Ni Fe2O4/洋葱碳、Zn Fe2O4/洋葱碳三个体系,首先对三个体系的工艺参数进行优化,以达到最佳的吸波性能,并对复合材料的形貌、成分以及吸波性能和吸波机理进行分析。洋葱碳的核壳设计,较好的保证了材料内层的磁性核心不被氧化和侵蚀,同时由于外层石墨化的碳壳良好的导电性能,可以形成导电网络,从而带来较高介电损耗,并进而增加了材料的磁性损耗,同时有较高的非均相界面性,,在提高材料阻抗匹配的同时,也改善了材料的吸波特性。当Fe3O4/洋葱碳复合洋葱碳的最佳反射损耗可到-52.40 d B,匹配厚度为1.6 mm,频带宽度能达到4 GHz,Fe3O4/洋葱碳的复合颗粒尺寸在200-500 nm,两种形成了有效的复合,复合材料具有比较强的介电弛豫过程,材料中的异质界面和缺陷都能成为极化中心,使极化弛豫能够发生。磁损耗一般主要来源于自然共振和交换共振。为了调节吸波材料的吸波频带,在Fe3O4/洋葱碳复合材料中掺杂镍元素,Fe3O4将会由Ni Fe2O4进行替代,形成Ni Fe2O4/洋葱碳体系,该体系在3.76 GHz有最小的反射损耗值可达-41.20 d B,对应的匹配厚度为1.7 mm。Ni Fe2O4颗粒比Fe3O4更细小,异质界面更多,损耗机制变为以介电损耗为主导。通过工艺优化,制备ZnFe2O4/洋葱碳体系的复合吸波材料,最小反射损耗为-46.59 d B,对应的匹配厚度为3.9 GHz,频带宽度可达4.24 GHz,满足吸波材料薄、宽、强的要求。通过对吸波材料组分的调节,在维持吸波材料薄、宽、强的要求的同时,使吸收频带发生移动,能够覆盖2-18 GHz全频段的吸收,增强了该研究吸波材料的应用范围。
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