FeNiMo基磁性纳米材料的制备及其微波吸收性能

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随着科学技术的快速发展,越来越多的电子产品广泛的应用于生活中,给人来生活带来了极大的便利。与此同时,电磁污染也随之而来,这给人类的生活健康造成了严重的危害。因此,为了解决电磁污染给人类健康带来的安全隐患问题,迫切的需要寻求一种微波吸收性能良好的微波吸收材料。基于此,本文以高磁导率的FeNiMo超导磁合金作为研究对象,通过成分设计、结构调控,获得一系列的FeNiMo磁性纳米颗粒复合物,以此来研究影响吸波性能的因素,以期进一步提高FeNiMo磁性纳米颗粒复合物的微波吸收性能,制备出高性能的FeNiMo磁性纳米颗粒复合物吸波材料。首先,本文在FeNi磁性纳米颗粒中添加了Mo元素,成功的制备了FeNiMo磁性纳米颗粒,并且通过调控FeNiMo吸波体中的粉料和石蜡的比例来调控介电常数,以期获得最佳的阻抗匹配。实验结果表明:Mo元素的添加,使得FeNi磁性纳米颗粒的微波吸收性能有了大幅度的提高;在粉料:石蜡=60:40(wt.%)时,FeNiMo磁性纳米颗粒的阻抗匹配最优,微波吸收性能最好,其最小反射损失值在14.7 GHz时达到了-43.5 dB,从12.58-16.58 GHz都是有效吸收宽度。其次,本文通过氧化热处理法制备了外壳厚度不同,而内核相同的FeNiMo@NiO磁性纳米颗粒复合物。并在烧结温度为523 K,烧结1 h的实验条件下,FeNiMo@NiO磁性纳米颗粒复合物具有明显的核-壳结构,并且壳层的厚度为5 nm,最小反射损失值在12.8 GHz(d=1.5 mm)时达到最小值-54.0 dB。最后,本文提出了一种多重透射-吸收理论机制,并且成功的通过三步法制备了锂铝硅玻璃陶瓷包覆FeNiMo磁性纳米颗粒、还原氧化石墨烯包覆FeNiMo磁性纳米颗粒、还原氧化石墨烯包覆锂铝硅玻璃陶瓷包覆FeNiMo复合纳米颗粒。实验结果表明:锂铝硅玻璃陶瓷包覆的FeNiMo纳米颗粒分散在还原氧化石墨烯的表面,形成双核-壳结构;在没有明显降低微波吸收性能的同时,还原氧化石墨烯包覆锂铝硅玻璃陶瓷包覆FeNiMo复合纳米颗粒还因其表面添加锂铝硅玻璃陶瓷外壳,可以有效防止FeNiMo磁性纳米颗粒在空气中被腐蚀。当厚度在1-5 mm范围内,其有效吸收(RL<-10 dB)宽度覆盖了2-18 GHz的整个波段。且反射损失最小值和原始样FeNiMo相似,但是吸收峰峰值频率却往高频处移动。综上所述,Mo元素的添加可以有效的提高FeNi磁性纳米颗粒的微波吸收性能。此外,核-壳以及双核-壳等特殊结构对FeNiMo磁性纳米颗粒微波吸收性能影响巨大,可以有效的提高微波吸收性能。
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