BaFe12O19、BaTiO3及其复合体系的制备与微波性能研究

论文摘要

微波吸收材料可有效地减弱电磁辐射强度,消除电磁干扰,实现武器装备的隐身,因此受到广泛重视。本文对M型钡铁氧体、钛酸钡、羰基铁粉这三种具有不同微波损耗机制的材料及其复合体系进行了以下几个方面的研究：1.通过适当的制备方法合成了BaFe12O19粉体、BaTiO3粉体、BaFe12O19/BaTiO3复合样品以及羰基铁粉/BaTiO3复合样品,通过XRD、FE-SEM研究了各样品的物相结构和微观形貌,讨论了样品形成过程和制备工艺。结果表明：当前驱体溶液pH为7、煅烧温度为900℃时所制备的BaFe12O19样品最佳,颗粒呈薄片状形貌,粒径约为250nm；于900℃煅烧得到的BaTiO3样品为四方结构,粒径约为230nm；钡铁氧体与钛酸钡能各自形成良好的晶相并随机均匀分散在BaFei2O19/BaTiO3复合体系中,且BaTiO3的存在会抑制BaFe12O19片状结构的生长；BaTiO3与羰基铁粉能稳定共存,BaTiO3颗粒均匀镶嵌在羰基铁球形颗粒之间,形成了良好的复合体系。2.通过微波矢量网络分析仪研究了以上样品在2-18GHz范围内的微波电磁特性,结果表明：BaFe12O19的电磁频谱主要与取向极化、畴壁共振和自然共振有关,BaTiO3的介电色散是固有电偶极子的取向极化和界面极化的结果,羰基铁粉的电磁频谱变化则是界面极化、涡流引起的；当BaFe12O19与BaTiO3复合时,受界面耦合作用影响,样品的界面极化过程和自然共振都被加强,其电磁谱线出现明显的变化；当羰基铁粉与BaTiO3复合时,钛酸钡含量对高频段的电磁频谱影响较大。3.通过计算得到上述样品的反射率和损耗角正切,分析了样品的微波吸收性能及其损耗机制。结果表明：单相的BaFe12O19和BaTiO3对微波的吸收性能都不理想；当钛酸钡含量在0.3～0.7时,BaFe12O19/BaTiO3复合体系的微波性能大幅提高,吸收峰值达到14.8dB,频宽达3.4GHz,这是界面耦合作用使其介电损耗和磁损耗都增大的结果；当钛酸钡含量为25%时,羰基铁粉/BaTiO3复合体系的微波性能得到改善,这是钛酸钡的引入使其电磁匹配性能变好的结果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 微波吸收材料的研究意义
• 1.2 微波吸收材料的研究进展
• 1.2.1 吸收材料的分类
• 1.2.2 微波吸收材料的研究进展
• 1.3 微波吸收材料的物理机制
• 1.3.1 微波吸收材料的重要电磁参数
• 1.3.2 吸波材料的损耗机理
• 1.4 本论文的研究目的和主要内容
• 第二章 样品的制备与表征
• 2.1 M型钡铁氧体的制备与表征
• 12O₁₉的制备方法及原理'>2.1.1 BaFe₁₂O₁₉的制备方法及原理
• 12O₁₉样品的实验制备'>2.1.2 BaFe₁₂O₁₉样品的实验制备
• 12O₁₉样品的表征'>2.1.3 BaFe₁₂O₁₉样品的表征
• 2.2 钛酸钡的制备与表征
• 3的制备方法'>2.2.1 BaTiO₃的制备方法
• 3样品的实验制备'>2.2.2 BaTiO₃样品的实验制备
• 3样品的表征'>2.2.3 BaTiO₃样品的表征
• 12O₁₉/BaTiO₃复合体系的制备与表征'>2.3 BaFe₁₂O₁₉/BaTiO₃复合体系的制备与表征
• 12O₁₉/BaTiO₃复合体系的制备'>2.3.1 BaFe₁₂O₁₉/BaTiO₃复合体系的制备
• 12O₁₉/BaTiO₃复合体系的表征'>2.3.2 BaFe₁₂O₁₉/BaTiO₃复合体系的表征
• 3复合体系的制备与表征'>2.4 羰基铁粉/BaTiO₃复合体系的制备与表征
• 3复合体系的制备'>2.4.1 羰基铁粉/BaTiO₃复合体系的制备
• 3复合体系的表征'>2.4.2 羰基铁粉/BaTiO₃复合体系的表征
• 2.5 本章小结
• 第三章 样品的电磁特性及微波吸收性能
• 3.1 微波性能的测试与表征方法
• 3.1.1 微波电磁参数测量方法及测试样品的制备
• 3.1.2 微波吸收性能分析方法
• 3.2 M型钡铁氧体的微波性能
• 12O₁₉的电磁参数分析'>3.2.1 BaFe₁₂O₁₉的电磁参数分析
• 12O₁₉的微波吸收性能'>3.2.2 BaFe₁₂O₁₉的微波吸收性能
• 12O₁₉微波吸收性能的影响'>3.2.3 厚度对BaFe₁₂O₁₉微波吸收性能的影响
• 12O₁₉的微波损耗机理'>3.2.4 BaFe₁₂O₁₉的微波损耗机理
• 3.3 钛酸钡的微波性能
• 3的电磁参数分析'>3.3.1 BaTiO₃的电磁参数分析
• 3的微波吸收性能'>3.3.2 BaTiO₃的微波吸收性能
• 3微波吸收性能的影响'>3.3.3 厚度对BaTiO₃微波吸收性能的影响
• 3的微波损耗机理'>3.3.4 BaTiO₃的微波损耗机理
• 12O₁₉/BaTiO₃复合体系的微波性能'>3.4 BaFe₁₂O₁₉/BaTiO₃复合体系的微波性能
• 12O₁₉/BaTiO₃复合体系的介电性能分析'>3.4.1 BaFe₁₂O₁₉/BaTiO₃复合体系的介电性能分析
• 12O₁₉/BaTiO₃复合体系的动态磁性能分析'>3.4.2 BaFe₁₂O₁₉/BaTiO₃复合体系的动态磁性能分析
• 12O₁₉/BaTiO₃复合体系的微波吸收性能分析'>3.4.3 BaFe₁₂O₁₉/BaTiO₃复合体系的微波吸收性能分析
• 3复合体系的微波性能'>3.5 羰基铁粉/BaTiO₃复合体系的微波性能
• 3复合体系的介电性能分析'>3.5.1 羰基铁粉/BaTiO₃复合体系的介电性能分析
• 3复合体系的动态磁性能分析'>3.5.2 羰基铁粉/BaTiO₃复合体系的动态磁性能分析
• 3复合体系的微波吸收性能分析'>3.5.3 羰基铁粉/BaTiO₃复合体系的微波吸收性能分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间的主要研究成果