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本文针对目前国内隔离器负载用微波吸收材料存在的主要问题,提出了隔离器负载用微波吸收材料的设计思路。对羰基铁粉进行KH-560硅烷偶联剂的改性,采用热重、红外光谱等手段对改性后的粉体进行了表征。以环氧树脂为基体,改性前后羰基铁粉为吸收剂,采用真空浇注的方法制备复合微波吸收材料,对吸收体的制备工艺进行了初步探讨,分析了其影响因素,通过实验确定其最佳配方和最优工艺条件。测试了吸收体的体电阻率、击穿强度、吸收损耗、热变形温度以及使用该材料的隔离器的性能,并从材料的微观结构进行了分析讨论。主要结果结论如下:
(1)改性后的羰基铁粉表面形成了Si-O分子包覆层,提高了羰基铁粉的抗氧化性和绝缘性以及羰基铁粉在有机基体中的分散稳定性,改善了羰基铁粉与基体材料的界面相容性和粘结强度。
(2)环氧树脂固化成型影响因素有:①胶液与羰基铁粉的相容性,本文通过硅烷改性以及调整胶液配方来改善它们之间的相容性。②物料的流动性,主要是胶液的粘度,取决于胶液配方和环境温度。③界面层结构形成,取决于胶液配方和体系的热历程,而且还与羰基铁粉的表面性能密切相关。
(3)改性后吸收体相对于改性前吸收体,热变形温度由135℃提高到170℃,击穿强度达700V/mm,电阻率为4.99×108Ω·cm,6~18GHz频率范围内吸收损耗在1.8~7.8dB/mm之间。隔离器负载中使用该材料,器件驻波比≤1.6时,插入损耗≥-1.2dB,隔离度≤-10dB,相对带宽为100%,吸收体己经满足6~18GHz边导模隔离器的性能要求。