CoFe2O4及其复合材料的制备与性能研究

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随着微波通信等技术的飞速发展,电磁污染越来越严重,电磁抗干扰技术和微波吸收材料的研究受到广泛关注。磁性微纳结构材料由于其独特的微结构和磁电性能,有望成为一类新型高性能微波吸收材料而成为研究热点。CoFe2O4有高饱和磁化强度和高的Snoek限制,并在宽频范围内有高磁导率,使得这类材料在宽频范围内作为薄吸收体有着重要的价值。目前,尽管多种制备技术已被报道和采用,然而通过磁场诱导的方法改变其形貌、结构和微波吸收性能等方面的研究报道并不多见,还有待进一步研究。本论文采用化学共沉淀等方法制备CoFe2O4颗粒及其复合材料,通过在磁场下退火处理较系统地研究了磁场对制备样品形貌结构以及磁性和微波吸收性能的影响。主要工作包括以下几个部分:(1)采用化学共沉淀法,分别在零磁场和磁场强度为0.5T,800℃温度下退火处理,合成CoFe2O4颗粒。通过XRD、SEM磁性和微波吸收性能测试分析表明,磁场退火后样品结晶度变好,CoFe2O4颗粒因磁场诱导而变成较圆润的圆柱形颗粒。同时,样品的饱和磁化强度和磁导率增加,更有利于实现阻抗匹配,提高吸波性能。(2)采用化学共沉淀法在空心微球上包覆一层CoFe2O4,得到一种低密度的空心磁性微球。分别用XRD、SEM、SQUID等技术表征了其结构形貌和磁性能。用矢量网络分析仪测量样品和石蜡的混合物在宽频段(2—18GHz)的复介电常数和磁导率,通过计算机仿真计算得到了样品的反射损耗曲线。结果表明,包覆结构的CoFe2O4/空心球样品是一种轻质的微波吸收材料。(3)采用水热法和化学共沉淀法分两步合成了ZnO/CoFe2O4的复合体样品。微结构和性能测试结果表明,ZnO/CoFe2O4复合体相对与纯的CoFe2O4有较好的吸波性能。利用CoFe2O4和ZnO的磁损耗和介电损耗相结合,有可能得到轻质、强吸收的微波吸收剂材料。
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