Ba(Zn-%2c1-x-Co-%2cx-)-%2c2-Fe-%2c16-O-%2c27-纳米复合材料微波吸收性能地研究.pdfVIP

Ba(znl-xCo。)2Fe，60：，纳米复合材料微波吸收性能的研究 阮圣平”，徐宝琨4，张彤‘，吴凤清‘，王兢5，张景超‘，赵慕愚- (‘吉林大学电子工程系，6吉林大学化学系，吉林长春130023) 【摘要] 采用柠檬酸盐法合成了Ba(Znl-Ico。)2Fel60，，复合氧化物纳朱材料，将算与传统的 微波吸收剂铁粉分别均匀地分散于有机高分子黏台荆中，涂在铁板上，制成双层复合的吸渡 涂层，进行测试，得到性能良好的檄波吸收材料．在总结实验事实的基础上，对纳米复合材 料的吸波机理进行了探讨． [关键词】微波吸幛．复合材料，钡铁氧体．纳米材料 、一 j 叫 ；l言 随着现代科学技术的发展，微波吸收材料这一高新技术在军事方面的应用越来越受到人们 的重视．同时它在民用方面也有着极其广泛的应用前景．例如：电磁波污染的防护．微波器件和 设备性能的提高等都离不开这种新型的功能材料““。 近年来，对纳米材料的研究表明，由于其特殊的结构，使得它在光、电、磁、热等方面 表现出与常规材料不同的奇异的物理化学特性。用纳米复合氧化物作为微波吸收材料具有涂 层薄．重量轻，吸波效率高，吸收频带宽等特点【3】．本文采用柠檬酸盐法制备了Ba(zn。． 。Co，)：Fe。。如，纳米复合氧化物，并将它与传统的微波吸收剂铁粉进行复合，制备了性能莨好的 复台微波吸波材料。 实验 酸和去离子水。将二种溶液混合后，加入一定量的柠檬酸．搅拌加热．使之溶解，形成溶胶， 在60-80忙下缓慢蒸发脱水，形成凝胶。将凝胶在80℃条件下干燥24小时，然后在不同条 件下烧结，得到不同粒径的Ba(Zn．．IcoI)：Fe。02t纳米晶糟体。 将钡铁氧体粉末以及工业方法制得的铁粉(粒径3—5um)分别与溶于甲苯的海波龙乳液充 分混合，涂在18cmX18cm的铁板基底上，每涂一层后放到红外灯下烘干，毗免涂层增厚以后． 甲苯挥发出现起泡现象。涂敷完成后，在700C条件下固化30分钟，得到涂层厚度为lu的各 种不同结构的样板。 562ScalarNetwork 将涂好的大板用美国生产的WILTON Analyzer进行测试，扫频范 围为6．8-186Hz。 结果与讨论 图1为柠檬酸盐法合成的Ba(Zn。Co。)：Fe．。％粉末的XRD衍射图，从图中可以看出．经 过roost、l小时的烧结生成了钡铁氧体的纳米晶．进一步提高反应温度，延长烧结时间．产 物的相结构没有变化，但XRD衍射峰增强，说明此过程已向晶体增大阶段过度。实验中材料 的晶粒尺寸采用Sherrer公式计算得出。 340 J————^．』L^_。—。—．—。。~-—～。·t·一 ij————～L—————。～w“ j^^^一．．．～m” 《 ．肌一．．L…． 图l Ba(zn。1Co。)：Fel。q7纳米晶 图2涂层结构对吸渡性能的影响 的XRD图 1：单层铁粉结构2：单层钡铁氧体结构 3：双涂层结构 图2为不同涂层结构样板的微波吸收性能曲线。从图中可以看出，采用分层结构．且将铁 粉涂在下层，钡铁氧体涂在上层时，最大反射衰减由以前的低于12dB提高到18dB．大于lOdB 的吸收由2GHz增加到3．8GHz．并且由于减少铁粉用量使吸波涂层质量显著下降 由于采用这种结构，外层材料的波阻抗与自由空间的波阻抗更为匹配，因此，电磁波在 表面的反射有所降低。又由于内层材料的介电常数大于外层材料的介电常数，微波在涂层内 的传输系数将由外至内逐渐降低．从而使传输到金属屏蔽体的微波的量也将逐渐减少．微波能 量将被大部分耗散在吸波涂层内。此外，通过调整各层厚度．使出射波与表面反射波产生干 涉，．也会导至电磁波能量的损耗．所以，双层结构的吸波效果明显好于单层结构。 占