尖錐八面體Fe3O4及六角片狀Ba(Me)xCo2-2xFe16O27微波吸收性能凝聚態(tài)物理.pdf

1、鐵氧體是一類傳統(tǒng)的吸波材料,但存在密度大、微波吸收頻帶窄的問題,因此,鐵氧體吸波材料的改性仍然是目前的一個研究熱點。對鐵氧體改性除摻雜和復(fù)合等途徑外,顆粒形貌特殊化對其微波吸收特性的改善也有重要作用。
　　本文研究了尖錐八面體形貌Fe304和六角片狀W型摻雜鐵氧體的微波吸收特性。用水熱法制備了Fe304晶粉,用X射線衍射儀(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)、紅外光譜儀(FT-IR)、能譜儀(EDS)對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)、形貌及成分進行了表

2、征,分析了顆粒形貌形成機制。用微波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測試了樣品在2-18GHz微波頻率范圍內(nèi)的復(fù)介電常數(shù)和復(fù)磁導(dǎo)率,計算了微波反射率,探討了材料的微波損耗機制。
　　結(jié)果表明:
　　在兩種不同水熱反應(yīng)條件下,分別得到顆粒形貌呈尖錐八面體和球狀的尖晶石型結(jié)構(gòu)的Fe304粉晶;顆粒形狀各向異性有利于材料的微波吸收,尖錐微八面體Fe304是一種低反射率寬帶微波吸收材料,其吸收特性優(yōu)于球形。對反應(yīng)12小時的尖錐形Fe304樣品,厚度2.

3、8mm,7.1GHz頻率位置吸收峰值為35dB,大于10dB吸收帶寬為7.9GHz;該樣品在低頻段(2~13GHz)微波吸收主要源于磁損耗兼具介電損耗,在高頻段(13-18GHz)微波吸收主要源于介電損耗且磁損耗弱。用溶膠-凝膠法制備了Ba(Me)xCo2-2xFe16O27 (Me=MnCu、CuZn,x=0.0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)粉體。用差示掃描量熱-熱重(DSC-TGA)、XRD、SEM、FT-IR對樣品結(jié)構(gòu)

4、、形貌及形成過程進行了表征。用微波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測試了該樣品在2-18 GHz微波頻率范圍的電磁參數(shù),根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算了電磁損耗角正切及微波反射率與頻率的關(guān)系,探討了該材料的微波吸收性能與電磁損耗機理。
　　研究結(jié)果表明:
　　Ba(Me)xCo2-2XFe16O27樣品形成分為凝膠吸附水蒸發(fā)和熔融、熱分解、晶型形成等階段;在1235℃以上的溫度下煅燒4個小時的Ba(Me)xCo2-2xFe16O27能形成較單一的W型鋇鐵氧

5、體結(jié)構(gòu),粉晶均呈微米級六角片狀形貌;當(dāng)Ba(MnCu)xCo2-2xFe16O27樣品厚度為2.3mm、x=0.3時,10GHz頻率位置吸收峰為24dB,10 dB以上頻帶寬度達8.8GHz;當(dāng)Ba(CuZn)xCo2-2xFe16O27樣品厚度為2.3mm、x=0.3時,10GHz頻率位置吸收峰為17dB,10 dB以上頻帶寬度達7.6GHz;Ba(Me)xCo2-2xFe16O27的微波吸收主要來自疇壁共振、磁化馳豫和自然共振引起的