铁基磁粉吸收剂的表面改性研究

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研究高性能的吸收剂对于吸波材料的发展具有重要的意义,磁性金属微粒在作为吸收剂时在微波频段下的复磁导率比较大,但又由于它的复介电常数也比较大,导致两者很难匹配,而且在带宽和吸收率等方便也都需要提高,因此该怎样使金属磁粉的复介电常数降低,如何使入射到涂层的电磁波尽可能多的被衰减掉,是材料研究人员近年来非常关心的问题。本论文采用化学法和机械球磨法分别对片状Fe基磁性粉末进行表面包覆改性,获得了具有“核—壳”结构的磁性粒子;通过SEM、XRD等分析方法对磁粉形貌和组成进行表征,同时对改性前后复合材料的复磁导率和复介电常数等进行微波电磁参数测试;(1)化学方法,采用溶胶-凝胶工艺,以钛酸四正丁酯为包覆剂,对片状SMSS(Fe-Cr-Si-Al)铁合金进行了二氧化钛的表面包覆研究;实验中考察了包覆剂用量、反应温度,催化剂等因素对磁粉颗粒表面包覆膜的影响;通过比较包覆前后合金磁粉微波电磁参数的变化,得到较好的包覆条件为:片状铁基磁粉和包覆剂用量均为5g,反应温度为30℃,用浓氨水作为催化剂。论文还以片状羰基铁粉为研究对象,分别以正硅酸四乙酯、钛酸酯偶联剂、甲基丙烯酸甲酯以及无机磷化液等作为SiO2、TiO2、有机聚合物膜以及无机磷化物膜的前驱体,考察了以上几种包覆剂对磁粉吸收剂电磁性能的影响。(2)机械球磨法,利用QM-ISP4型行星球磨机,以片状羰基铁粉为研究对象,分别考察了以SiO2、TiO2以及有机聚合物膜作为包覆剂对磁粉吸收剂电磁性能的影响。研究结果发现:两种实验方法中的几种包覆剂均能使吸收剂的复介电常数有较大的下降,而复磁导率基本上保持不变;这种电磁特性有利于其吸波涂层的阻抗匹配,使吸收剂的反射系数下降。在本论文中,首次使用钛酸酯偶联剂作为Fe基磁粉的包覆剂,包覆后的Fe基磁粉具有很好的吸波性能。
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