Fe基纳米晶复合材料的微波物性研究

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目前武器装备上已广泛运用隐身技术。作为隐身技术的关键,雷达波吸收材料的研究在许多国家得到广泛重视。与其它吸波材料相比,不论是已经应用的还是目前研究开发的,磁性金属材料与介质复合有着微波磁导率普遍较高的优点,这对于吸波涂层的阻抗匹配和吸收有着重要意义,磁性金属介质复合材料潜力较大。本文主要对一系列Fe基纳米晶的微波物性和机理进行了研究。 成分一定的磁性材料饱和磁化强度难以大幅提高,因此首先要选定好高饱和磁化强度材料,然后通过技术磁化性能调节各向异性场H<,k>,退磁因子N,并以此来改善微波磁性能。本文运用自然共振及有效介质理论,得出片状金属颗粒复合物可能有高微波磁性能的结论,然后以不同的工艺改变金属粉末细小颗粒的外形,对比了片状颗粒与各向同性颗粒的电磁性能,差异十分显著。在材料选用时考虑软硬磁相结合,适当减小软磁材料的初始磁导率,并增大各向异性场。可以利用目前广泛生产并有着丰富资源的稀土钕。因为快淬FeNd系列合金有着高饱和磁化强度、存在软硬两相的特点,使得其有着较高的微波导磁率。其纳米晶粒的结构和快淬形成的内应力对提高了其微波磁性能起了显著的作用。实验表明,在适当的加工工艺下,FeNd合金粉未与绝缘体复合材料在2G左右出现了7以上的磁损耗。成分改进后的铁钴基非晶和铁基纳米晶也有着较好的微波吸收性能,在加厚(2.5mm)的前提下,Fe基纳米晶可以设计成反射率相当低(-12dB)的涂层,其匹配频率恰好在准微波频段。文章通过计算机辅助设计,探索了单层涂层的吸波性能,得到了两种材料性能较好的结论,因此将其作为准微波频段雷达波吸收体有一定可行性。
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