钛酸钡基及M型钡铁氧体吸波材料的制备及性能研究

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本论文制备了磁性金属、稀土金属、导电高聚物修饰的钛酸钡基复合材料,重点考察了复合材料在0-6GHz(1GHz=1000MHz)频率范围内的吸波性能,并制备了掺杂M型钡铁氧体,重点探究了磁性和吸波性能。(1)采用溶胶凝胶法制备了钛酸钡,形貌、物相吸和吸波分析分析表明,制得的粉体为单一的四方相,颗粒大小均匀。当煅烧温度为850℃时,钛酸钡粉体为单一的四方相,颗粒近似四方形状,大小均匀;钛酸钡粉体的最大吸收峰值为3.8dB。而且还发现随着镍钴比的减小,复合材料的吸波性能逐渐增加,当镍钴比为1:4时,化学镀覆钛酸钡(850℃)的吸波性能最佳,吸收量为6.8dB。(2)采用化学氧化法制备聚吡咯,并采用机械研磨法制备钛酸钡复合材料。形貌和吸波分析表明:纯聚吡咯为网状结构,而复合材料的颗粒呈现均匀的球形。纯聚吡咯的最大吸收峰值仅为1.14dB左右,当聚吡咯与钛酸钡的质量为1:6时,最大吸收峰值为6.9dB左右,并且随着质量比的增加,吸波性能依次增强。(3)由溶胶凝胶法制备了稀土钕掺杂钛酸钡的复合材料,吸波性能测试表明,稀土Nb掺杂能大大提高材料的介电损耗,拓宽吸收频带。当nBaTiO3:nNb为1:0.008时,吸波性能达到最佳,最大吸收峰值为29.6dB,吸收频宽为1.6GHz。(4)由柠檬酸盐自蔓延燃烧法制备了稀土掺杂的BaFe12O19,吸波分析表明:掺杂稀土金属后,吸波性能均优于纯的钡铁氧体,且掺杂铈时的吸波性能最佳(-4.3dB)。同时制备了Ce-Co取代的BaFe12O19,取代量和煅烧温度都会影响其磁性能。当煅烧温度为850℃时,矫顽力随着掺杂量的增加降低最明显。且对于Ba(CeCo)0.4Fe11.2O19样品,形貌分析表明,850℃呈针状结构,1000℃呈片状结构,1100℃呈颗粒状。片状结构颗粒的比表面积大,对电磁波的吸收能力可能最强。(5)Ce-Co共掺杂BaFe12O19吸波性能比纯钡铁氧体(-1.0dB)大大的增强。当掺杂量为x=0.4和x=1.6时,最小反射损耗均为-15dB左右,且有效频宽均超过1.5GHz。并且随着掺杂量的变化,最小反射损耗出现的位置均在4.5GHz和5GHz之间。
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