化學(xué)法制備包覆型羰基鐵粉工藝與性能研究.pdf

1、吸波材料在軍用及民用領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為各國軍事裝備隱身和民用防電磁輻射等技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點。在眾多的吸波材料中，鐵氧體和金屬粉末吸收劑由于具有較好的性能和較低的成本往往是其中的主要吸波成分。隨著隱身技術(shù)和雷達技術(shù)的發(fā)展，對吸波材料提出了更高的要求，傳統(tǒng)吸收劑或單一吸收劑很難滿足要求。具有殼-核式結(jié)構(gòu)的復(fù)合粒子兼有殼層和核層材料的性能，本文在前人研究的基礎(chǔ)上以羰基鐵粉為主要吸收劑，用化學(xué)沉淀法和化學(xué)鍍法對羰基鐵粉進行表面包覆改性

2、，制備出殼-核式結(jié)構(gòu)的復(fù)合吸收劑，并對其結(jié)構(gòu)進行表征，研究了該復(fù)合吸收劑的電磁性能和吸波效能。
　　 以硫酸鈷、硫酸亞鐵為離子源，氫氧化鈉為沉淀劑，采用化學(xué)沉淀法制備了CoFe2O4包覆羰基鐵粉復(fù)合粒子。前驅(qū)體經(jīng)過600℃熱處理，生成了完整的CoFe2O4晶相；SEM照片顯示，包裹層在羰基鐵顆粒表面均勻分布，但是沒有在羰基鐵顆粒表面形成致密的包覆膜；熱重分析表明，該方法制備的復(fù)合粒子在空氣中的熱穩(wěn)定性好于原羰基鐵粉。
　　

3、 以硫酸鈷和硼氫化鈉為主鹽和還原劑，采用逐步滴加還原劑法控制氧化還原反應(yīng)的進程，用化學(xué)鍍工藝，制備了Co-B包覆羰基鐵的殼-核式復(fù)合粉體，系統(tǒng)研究了主鹽濃度、還原劑濃度、絡(luò)合劑濃度、溫度和裝載量等因素對鍍覆速度的影響，確定了最佳的工藝條件：主鹽：18g·L-1，還原劑：1.0 g·L-1，絡(luò)合劑：60 g·L-1，緩沖劑：4 g·L-1，裝載量3 g·L-1，溫度75℃，pH：13～13.5。對鍍后的復(fù)合粉體進行SEM結(jié)合能譜分析表明

4、，化學(xué)鍍過程在羰基鐵的球形顆粒表面形成了一層均勻的Co-B包覆層，為典型的殼-核式結(jié)構(gòu)，鍍后顆粒表面變得不光滑，有輕微的胞狀突起。XRD顯示該包覆層為非晶態(tài)。
　　 測量了復(fù)合粉體/石蠟復(fù)合材料的電阻率。結(jié)果表明，該復(fù)合體系呈明顯的滲流現(xiàn)象，突變點即滲流閥值分別位于22.86vol.％(原鐵粉)和24.14vol.％(復(fù)合粉體)。根據(jù)滲流現(xiàn)象的基本原理，通過自建模型編制了導(dǎo)電粒子填充絕緣基體的電阻率的計算機程序，研究了點陣大小、

5、導(dǎo)電粒子體積分數(shù)、導(dǎo)電粒子大小、導(dǎo)電粒子間的接觸電阻對體系電阻率的影響。模擬計算該體系的滲流閥值為22％。相同體積分數(shù)下，填充相顆粒度和顆粒間的接觸電阻是影響體系電阻率的主要因素，體系電阻率隨接觸電阻幾乎線性增大，填充相粒徑越小，體系電阻率越小。模擬結(jié)果與實測結(jié)果相符合，并且該模型可以應(yīng)用于其他體系，對復(fù)合材料設(shè)計和研究有指導(dǎo)意義。
　　 用Aglient阻抗分析儀及其附件測試了復(fù)合材料1～110MHz下的磁導(dǎo)率和介電常數(shù)。化學(xué)

6、鍍包覆改性后的復(fù)合粉體電磁參數(shù)的四個分量較原鐵粉有所增大。研究了包覆層厚度、體積分數(shù)對電磁參數(shù)的影響：包覆層厚度增大，使電磁參數(shù)各分量有不同程度的增大；增大體積分數(shù)使電磁參數(shù)的各分量都增大，逐漸接近純粉體的電磁參數(shù)。
　　 用傳輸/反射法測量了復(fù)合體系在2～18GHz頻段的微波電磁參數(shù)。研究了吸收劑體積分數(shù)、包覆層厚度對電磁參數(shù)的影響?；瘜W(xué)鍍前后粉體的電磁參數(shù)頻譜特性相似，增大吸收劑的體積分數(shù)，復(fù)合材料的電磁參數(shù)各分量增大，頻散