Ti掺杂钡铁氧体吸波材料制备与多共振吸波性能研究

【摘要】随着电子电气设备爆发性增长,地表的电磁波辐射强度不容忽视,其危害性已经引起了人们的高度重视,吸波材料已经得到了越来越多的关注。铁氧体是传统吸波材料,兼具亚铁磁性和介电特性,且制备工艺简单,价格低廉,有大的磁损耗角,以及出色吸波效果,是研究应用较为成熟的吸波材料。目前铁氧体研究水平是,单层吸波材料的总体水平在8～18GHz频率范围内,达到全频段吸收率低于-10dB,更高频段的吸波材料研究较少。通常对铁氧体材料进行改性来提高性能,比方说通过离子掺杂调节铁氧体的磁晶各向异性场,或者,通过将多种不同特性的材料混合来实现。课题的目的是,通过对具有不同性能,如具有不同吸波频率特征的几种单一材料进行混合达到将其多个吸波频率在一个体系中共存以拓宽材料吸波频率范围的目的。课题研究的钛掺杂钡铁氧体同源合成复相材料的数据表现表现出多峰值行为,即单相材料的单共振峰或双共振峰在复相材料的吸波性能中均得到体现,实现多频率的共存和对频率的拓宽,且可以控制材料组分,配比,厚度等来达到在不同频率下都实现共振吸收,以此均化吸波损耗峰强,使之在较宽的频率范围内具有比较均匀的吸波特性。通过溶胶凝胶法得到具有不同自然共振频率的单相钛掺杂的M型钡铁氧体BaFe12-rTir019(BFTO)粉末,将其同源合成,形成具有多自然共振频率复合材料体系。利用XRD,SEM,网络矢量分析仪(AgilentE8363C)对单相BTFO的物相形成进行了性能研究,结果表明,成功制备出复合多共振吸收掺杂钡铁氧体吸波粉体材料xBaTinFe12-nO19+(1-x)BaTimFe12-Mo19,其中控制两相比例x,控制n=0.2-0.6,m=0.4～1.0,m≠n。本文通过控制不同Ti掺杂量的钡铁氧体在同一体系中,不同本征参数影响而出现在不同频率下产生各自独立的共振峰的现象。通过控制控制相同组分的不同配比复相粉体可以调节各个共振损耗吸收峰的强度,使得多频率宽频共振吸收在频宽相近的情况下,多点频率下的共振吸收峰得到均化加强。复相粉体BaTinFe12-nO19(n=0.8,1.0)+BaTimFe12-mO19(m=0.2,0.4,0.6)系列组合皆有三共振损耗峰,其中,0.7BaTio.8Fe11.2O19+0.3BaTi0.4Fe11.6O19的三共振峰均匀分布在R波段,分别在28.6,33.0和38.7GHz处对应共振峰强分别为-19.0,-17.65和-19.01dB,各个共振峰吸收强度差值小于1dB,最强吸收峰峰顶与峰谷间距差约为6dB,吸波强度得到均化强化,吸收频宽达到12.15GHz,从而在保证一定吸波强度情况下达到在较宽频段内具有稳定电磁波吸收的目的。
【作者】赵宝燕；
【导师】杜丕一；赵明；
【作者基本信息】浙江大学，材料科学与工程，2014，硕士
【关键词】钛掺杂；钡铁氧体；多自然共振峰；吸波性能；

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