W型六角晶系铁氧体和钛酸钡共混制备吸波材料

为拓宽材料在微波频段下的吸波频带,制备了W型六角晶系铁氧体和BaTiO3粉体,通过XRD、SEM对产物的晶体结构和微观形貌进行分析;采用矢量网络分析仪测试了W型六角晶系铁氧体、BaTiO3及其复合物在2～ 14GHz的电磁参数,在2.8mm下计算分析材料的吸波性能并对吸波原理进行分析.结果表明:W型六角晶系铁氧体在8～11 GHz频段内有较好的吸波性能(最小反射率为- 48 dB);BaTiO3比例为25;的W型六角晶系铁氧体/BaTiO3复合物在保持较好的吸收性能(最小反射率为-31 dB)的同时,具有较宽的吸波频宽(小于-10 dB),为7GHz(7 ～14 GHz).     

CB@SiO2-BaTiO3-Epoxy复合材料制备及性能研究

对炭黑和钛酸钡颗粒进行表面改性,然后作为无机填料填充到环氧树脂中,制备得到CB@SiO2-BaTiO3-Epoxy复合介质材料.研究该复合材料的微观结构,探讨其介电性能、绝缘性能与填料含量和外加场频率等的关系.结果表明:改性后的炭黑、钛酸钡均与环氧树脂有良好的相容性,均匀分散在聚合物基体中;随着CB@SiO2和钛酸钡体积含量的增加,复合材料的介电常数逐渐增大,介电损耗也随之增加,同时漏导电流增加;炭黑和钛酸钡两种无机填料含量具有最优化结构,BaTiO3含量为20vol;、炭黑含量在5vol;的复合介质在低频下出现损耗极小值,这种最优化结构效果在复合材料的电导率上也有体现.当CB@SiO2含量为10vol;,BaTiO3含量为30vol;时,在1 kHz下复合介质材料的介电常数达62.7,介电损耗为0.0632,体积电导率为4.13 × 10-5S/m.     

引发剂用量对氧化石墨烯吸波性能研究

以天然鳞片石墨为原料,改进Hummers法制备氧化石墨烯(GO).采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)和矢量网络分析仪(VNA)研究了引发剂(过硫酸钾)的用量对GO形貌、结构、氧化程度、电磁损耗特性、德拜弛豫模型及吸波性能的影响.结果表明:过硫酸钾添加量为10 g,含氧官能团的含量增加,层状结构产生缺陷,层间距为0.90 nm,介电常数和磁导率均较高,在14~18 GHz之间损耗因子达到最大值,为1.07.在17.83 GHz时,反射率达到-34.28 dB,吸波性能最优异.     

自反应淬熄法制备锶钡铁氧体空心微珠吸波材料及其表征

采用低温自反应淬熄法结合热处理工艺,以Fe(NO3)3+Ba(NO3)2+Sr(NO3)3+CO(NH2)2为反应体系,成功制备了微纳米锶钡铁氧体空心微珠.采用SEM、XRD、网络矢量分析仪等对样品的形貌、相组成和电磁参数进行了表征和测量,并分析了空心微珠形成机理及电磁特性.结果表明:淬熄所得空心微珠粒径分布在500 nm至5μm之间,主要表现为非晶组织.经1100℃加热4h后空心微珠非晶组织消失,M型Sr0.5Ba0.5Fe12O19相出现,微珠表面由纳米片晶和六角晶型组成;经热处理后空心微珠复介电常数明显降低,而复数磁导率基本不变.吸波测试表明:热处理后尽管形成了锶钡铁氧体,但其吸波性能却大幅下降,这主要是由热处理后复介电常数下降导致介电损耗降低引起的,而非晶组织却表现出具有一定的吸波性能,这值得进一步研究.     

不同粒径钡铁氧体空心微珠的自反应淬熄法制备及其吸波性能

以Al+ Fe2O3+ BaO2+蔗糖+环氧树脂为反应体系,运用将自蔓延高温合成技术、火焰喷涂技术与及快速冷却凝固技术相结合的自反应淬熄法,通过加入聚乙二醇发泡剂、不加发泡剂和加入NaNO3发泡剂三种方式,分别制备出粗径、中径和细径三种不同粒径的钡铁氧体空心微珠,研究了三种粒径空心微珠的形成机理和吸波性能.结果表明,发泡剂发气量的多少和熔滴的粘度共同决定了空心微珠粒径的大小.介电常数的实部ε′和复磁导率的实部μ′在0.5 ～7 GHz间依次表现为中径＞细径＞粗径;介电常数的虚部ε″和复磁导率的虚部μ″在0.5～11.5 GHz间依次表现为中径＞细径＞粗径.中径空心微珠最低反射率为-17.5 dB,低于-10 dB的吸收频带为11～14GHz,吸波性能优于粗径和细径空心微珠.将粗径和细径空心微珠按质量比1∶1复合后,由于吸波单元的非连续化,空心微珠的吸波性能明显增强.     

晶化时间对M型钡铁氧体吸波性能影响

以Fe(NO3)3·9H2O、Ba(NO3)2、NaOH为原材料,添加表面活性剂聚乙二醇,采用水热法成功合成M型钡铁氧体.采用X-射线衍射仪、扫描电镜和矢量网络分析仪对样品进行表征分析,研究了水热法中晶化时间对样品的粒度、形貌以及吸波性能的影响.试验结果表明:在Fe/Ba摩尔比为8、晶化时间8h制备的纯相M型BaFe12O19,样品结晶完整,形貌为六角片状,平均尺寸在1 ～2 μm.在1～18 GHz频段宽内,损耗因子在13.24 GHz处达最大值为0.33,吸波反射率为-10.35 dB,吸波性能最好,提高了钡铁氧体在Ku波段范围内的吸波性能.     

碳纳米管吸波性能研究

碳纳米管和环氧树脂混合制成复合吸波涂料,浇铸在铝板上制成吸波涂层.用TEM检测碳纳米管,反射率扫频测量系统HP8757E标量网络分析仪检测吸波性能.碳纳米管和环氧树脂比例为1:100时,7mm厚吸波层试样在11GHz和17.83 GHz出现双吸波峰,最大吸波峰出现在17.83 GHz,峰值R为-9.04dB,带宽约1GHz(R＜-8dB).吸波涂层厚度不变,碳纳米管和环氧树脂比例调整为8:100时,双吸波峰出现在10.08GHz和16.80GHz,带宽分别达到2.87GHz和2.56GHz,总带宽5.43GHz(R＜-8dB).当R＜-5dB,带宽达到11.20GHz.最大吸波峰出现在10.08GHz,峰值加大到R为-21.08dB.     

多孔BaTiO3的制备及多孔BaTiO3/PVDF复合材料性能研究

采用溶胶凝胶法,以聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物(P123)为模板剂,经80℃反应制备了BaTiO3溶胶,向溶胶中加入100 nm实心BaTiO3得到多孔BaTiO3前驱体,经550℃煅烧得到多孔BaTiO3,用偶联剂改性多孔BaTiO3;用溶液浇铸法制备BaTiO3/PVDF复合材料.采用TEM、氮吸附比表面测试仪、精密阻抗分析仪和超高压耐压测试仪表征粉体形貌及复合材料性能.实验结果表明:多孔BaTiO3颗粒直径为120 nm,比表面积46 m2·g-1,当多孔BaTiO3添加量10vol;时,复合材料介电常数达到21.4,场强达到261 kV/mm,该复合材料在高储能电容器材料具有应用潜力.     

碳纳米管/钴铁氧体复合材料的吸波性能及其优化

采用柠檬酸络合物形成的溶胶凝胶制备了钴铁氧体(CoFe2O4),并将所得铁氧体与碳纳米管混合均匀,得到不同碳纳米管质量分数的复合吸波材料.利用微波矢量网络分析仪测量的电磁参数,研究了不同碳纳米管质量分数的复合材料的吸波性能及其优化.结果表明,碳纳米管含量对涂层的吸波性能影响相当明显,当碳纳米管的质量分数为20;时,厚度仅为1mm的涂层,最大峰值就能达到-19.2 dB,小于-10 dB的有效带宽达3.1 GHz;基于.微波介电损耗机理,研究了2～ 18 GHz范围内,涂层的电损耗功率密度,发现在厚度较薄的涂层中,碳纳米管质量分数为20;时,涂层的吸波性能最佳.     

不同钴原料制备尖晶石型钴铁氧体及吸波性能研究

采用硝酸钴、硫酸钴、氯化钴和乙酸钴分别作为Co2+原料,通过水热法制备尖晶石型纳米钴铁氧体吸波材料.利用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和矢量网络分析仪(VNA)对制备的钴铁氧体进行表征和分析.以CTAB为表面活性剂,晶化温度为180℃、晶化时间为8h,通过对比不同原料制备的钴铁氧体形貌、粒径、电磁损耗和吸波性能可以得出结论:以硝酸钴和氯化钴为原料制备出的钴铁氧体存在杂质峰,以硫酸钴和乙酸钴为原料可以制备出纯相纳米钴铁氧体,晶面距离分别为0.25246 nm和0.25730 nm,平均粒径为35 nm和28.5 nm.以乙酸钴为原料制备的钴铁氧体吸波反射率最小,为-8.3dB,电磁波吸波效果最好.     

利用含吸收的纳米涂层实现的克尔效应增强

本文研究了含吸收的纳米涂层对铁薄膜的磁光克尔效应的影响.利用厚度仅为30 nm的吸收涂层硅实现了铁薄膜纵向和横向克尔效应的增强.660 nm波长处的纵向克尔转角的最大增强系数为1.46,对应涂层厚度为9nm,基于等效折射率模型,我们对纵向克尔转角进行了拟合,拟合结果可以很好的匹配实验.同时,铁薄膜的横向克尔效应也得到了增强,最大增强系数为9.43.     

采用自反应淬熄法的电磁波吸收剂空心化研究

分析了火焰喷射淬熄技术的工艺原理,通过实验制备了几种吸波材料的空心微珠,利用扫描电镜和X射线衍射分析了微珠的形貌和组成,微珠大都成空心结构的球形,直径分布在几个至几十个微米范围;利用网络分析仪同轴法研究了空心微珠的电磁性能,不同成分的微珠在不同的波段具有较好的电磁波吸收性能.     

铁、钴掺杂氧化锌纳米材料及其红外吸波性能研究

以氢氧化钠、氯化锌、氯化铁及氯化钴为原料,采用水热法制备了Fe、Co掺杂的片状氧化锌材料,并采用XRD、SEM、EDS、FT-IR等手段对它们的理化性质进行了表征分析.结果表明,该氧化锌片具有纳米级的空间尺度(其厚度约为10～20 nm).掺杂铁和钴的纳米氧化锌的红外光谱在3500 cm-1和1600 cm-1处的吸收峰发生红移,在430 cm-1与500 cm-1处的峰形和位置出现了明显的宽化现象,同时掺杂钴的材料在670cm-1和1040 cm-1左右处出现了新的吸收峰,表现出良好的红外吸波特性.     

阵列式碳纳米管雷达波吸收性能研究

研究了阵列式碳纳米管的雷达波吸收性能.采用化学气相沉积(CVD)工艺制备阵列式碳纳米管薄膜,并采用SEM 和TEM 对其进行观测.观测显示:阵列式碳纳米管薄膜中碳纳米管排列规则,有很好的定向性,直径30～50 nm.阵列式碳纳米管薄膜平铺在铝板上并用环氧树脂固定制成试样,采用反射率扫频测量系统HP8757E矢量网络分析仪检测阵列式碳纳米管吸波性能.结果表明:阵列式碳纳米管在2～18 GHz频段的较高频段表现出良好的吸波性能.吸波性能随薄膜厚度不同而改变.阵列式碳纳米管薄膜厚度为0.2 mm 时,雷达波吸收性能最佳,峰值R为-15.87 dB,波峰出现在17.83 GHz,带宽分别为4.25 GHz(R<-10 dB)和6.40 GHz(R<-5 dB).     

熔盐法制备CuFeMnO4光吸热材料的研究

以KOH、KNO3为熔盐,Cu(NO3)2·3H2O、Fe(NO3)3·9H2O、50wt; Mn(NO3)2为原料,研究了金属离子配比及合成温度对熔盐法制备CuFeMnO4粉体的影响,采用XRD和FESEM进行物相及微观形貌的测试分析,利用自行设计测试装置对CuFeMnO4涂层的吸热性能进行评价.研究结果表明,CuFeMnO4粉体主晶相为尖晶石型,当金属离子配比为Fe3+∶ Cu2+∶ Mn2+=1∶0.5∶1时,可有效地抑制杂相的生成;合成温度为700℃时,晶体成核均匀,晶粒尺寸较小.该粉体制成涂料涂覆在铝板上,可使铝板的吸热温度提高22℃,增强了吸热效果.     

采用超薄的GaAs光子晶体吸收层提高太阳能电池的吸收效率

本文提出了一种超薄的GaAs光子晶体吸收层结构.吸收层厚度只有0.2μm,太阳能电池的总厚度只有0.35μm.计算结果表明:当晶格常数T=0.46μm、上表面边长r=0.05μm、下表面边长R=0.1μm、高度为0.2μm时,吸收层的吸收效率较高.在300～700 nm波长范围内,该薄膜太阳能电池的吸收效率比吸收层不含光子晶体的电池提高了61.80;.所设计的薄膜电池结构在波长为300～700 nm、入射角为0°～70°范围内的吸收效率均在60;以上,满足太阳电池对宽频谱、广角度光吸收的要求.     

溶胶-凝胶/燃烧法制备锰锌铁氧体及其吸波性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了锰锌铁氧体Mn0.3Zn0.7Fe2O4,确定了适用于锰锌铁氧体制备的工艺条件,并利用XRD、SEM、TG-DSC和网络分析仪等对样品进行了表征.结果表明:溶液pH值约为7.0,柠檬酸与金属离子的摩尔比为1∶1,煅烧温度为1050℃,煅烧时间为3h时,所制得的Mn0.3Zn0.7Fe2O4铁氧体呈现单一的锰锌铁氧体相,颗粒尺寸约为160 nm,并且分布均匀.制得的Mn0.3Zn0.7Fe2O4铁氧体兼具介电损耗能力和磁损耗能力,并且在12.5～ 15 GHz频率范围内反射损耗均达到了-10 dB,表现出良好的微波吸收性能.