改性羰基铁粉复合材料的制备与吸波性能

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362

作者：

王超

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摘要：

本文根据损耗机理选用三种吸波材料:磁损耗型羰基铁粉(CIP),磁导率虚部大,易于与空气匹配,吸收强;电导损耗型聚苯胺(PANI),密度小,吸收频带宽,介电常数易于控制;介电损耗型钛酸钡(BaTiO3)作为吸波材料制备工艺简单,成本低. 分别选用聚苯乙烯(PS)和偶联剂(1202)对磁损耗型CIP进行表面包覆保护改性.有机PS没有对无机CIP完全包覆保护,在PS改性CIP表面复合PANI后,铁粉被氧化腐蚀,阻抗匹配性差,复合粉末几乎没有吸波性能. 偶联剂可以完全包覆保护CIP,并且有利于下一步聚苯胺的包覆,还可以有效阻止磁性羰基铁粉颗粒之间的吸引团聚.采用化学氧化法制备的聚苯胺具有较高的电损耗因子,在8.7GHz能达到-13.3dB,在7~12GHz吸波强度均大于-5dB.在偶联剂改性的CIP上包覆PANI,当An:1202/CIP=1:1时,最强吸收略大于聚苯胺,吸收大于-5dB的宽度明显宽于羰基铁粉和聚苯胺.复合材料吸波性能的提高源于磁损耗和电导损耗之间的协同效应,对吸波效果的改善主要体现在拓宽吸波频带上. 采用化学共沉淀法下制备了球形立方晶型BaTiO3粒子,平均直径43.37nm,BaTiO3粉体的吸收峰是介电损耗和磁损耗共同作用的结果.以CIP,BaTiO3为吸波剂,聚氨酯为粘结剂,用刮膜法按BaTiO3质量分数由少到多(10%,20%,30%)制备二层膜I,II,III.偶联剂预处理BaTiO3纳米粉体,能明显防止其团聚,改善在膜中分散的均匀性.磁损耗型的CIP层作为正面与空气接触,有利于实现阻抗匹配.膜I,II,III的正反面均在14GHz出现较强吸收峰,在17GHz出现吸收较弱的逆向峰,这两处的吸波效果主要由BaTiO3贡献.随着BaTiO3含量的增多,膜的吸波效果增强.CIP的磁损耗,BaTiO3自身的介电损耗,以及样品对电磁波的电导损耗是膜损耗电磁波的主要机理.BaTiO3的加入不但改善了阻抗匹配,而且BaTiO3纳米粒子可以使电磁波产生多次散射,增强损耗;CIP表面电场诱发BaTiO3界面极化介电损耗是BaTiO3增强膜吸波效果的主要原因.

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关键词：

羰基铁粉 聚苯胺 钛酸钡 复合材料 吸波性能

学位级别：

硕士

学位年度：

2008

DOI：

10.7666/d.D255296

被引量：

10