纳米磁性金属陶瓷电磁性能研究

论文摘要

纳米磁性金属粒子具有优异的微波吸收性能,但由于纳米金属粒子易团聚、易氧化,因而影响了其电磁性能。本文通过机械力化学方法制备纳米铁/氧化铝复合粉体,将纳米铁粒子均匀分散于非磁性、电绝缘的Al2O3陶瓷基体中,以解决上述问题。利用XRD分析了球磨不同时间复合粉体的物相组成,探讨了球磨过程中体系的物理化学变化;运用Scherrer公式计算了不同球磨时间复合粉体中纳米铁粒子的粒径。对球磨一定时间复合粉体的TEM分析表明:机械力化学合成的复合粉体中,铁的粒径为纳米级。热重分析结果显示,复合粉体具有良好的室温抗氧化性能,并定量计算了复合粉体中被包裹的α-Fe的量。通过激光粒度分析仪和SEM分析研究了复合粒子粒径的统计分布,以了解复合粉体的颗粒大小。通过VSM测试得到了球磨不同时间复合粉体的矫顽力Hc、饱和磁化强度Ms、矩形比Mr/Ms等磁性能参数,并从微观结构角度分析了随球磨时间变化复合粉体磁性能的变化趋势。通过VNA测试得到了球磨不同时间复合粉体的电磁参数,得到了试样的微波吸收参数。结合XRD、TEM等,对不同球磨时间复合粉体的微波吸收性能变化趋势进行了分析。并对该体系的微波吸收机理进行了探讨。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 纳米复合材料研究现状
• 1.2 纳米复合材料的制备方法
• 1.2.1 离子注入法
• 1.2.2 离子交换法
• 1.2.3 化学反应法
• 1.2.4 沉淀和表面反应
• 1.2.5 溶胶-凝胶法
• 1.2.6 机械力化学法
• 1.3 吸波材料的研究现状和发展趋势
• 1.3.1 吸波材料研究现状
• 1.3.2 吸波材料的发展趋势
• 1.4 本课题的选题意义
• 第二章 研究内容和研究方案
• 2.1 实验原理
• 2.2 实验原料
• 2.3 仪器设备
• 2.4 研究方案
• 2.4.1 球磨过程中的结构演化和粒径分析
• 2.4.2 试样S6的微观结构
• 2.4.3 复合粉体的磁学性能
• 2.4.4 复合粉体的吸波性能
• 第三章 复合粉体的结构演化与微观结构分析
• 3O₄体系在机械力化学过程中的物理化学变化'>3.1 Al-Fe₃O₄体系在机械力化学过程中的物理化学变化
• 3.2 球磨不同时间复合粉体的晶粒尺寸
• 3.3 复合粉体的TEM分析
• 3.4 复合粉体中α-Fe的含量
• 2O₃复合粉体的室温抗氧化性能'>3.4.1 Fe/Al₂O₃复合粉体的室温抗氧化性能
• 3.4.2 热重分析后试样S6的XRD分析
• 3.4.3 复合粉体中纳米Fe粒子的含量
• 3.5 复合粉体颗粒粒径分布和SEM分析
• 第四章 复合粉体的磁学性能
• 4.1 复合粉体试样的选取
• 4.2 球磨不同时间复合粉体的磁性能
• 第五章 复合粉体的微波吸收性能及机理研究
• 5.1 引言
• 5.2 复合粉体试样的制备
• 5.3 复合粉体试样的微波吸收性能研究
• 5.4 复合粉体试样的吸波机理
• 5.4.1 量子尺寸效应
• 5.4.2 表面效应
• 5.4.3 共振吸收
• 5.4.4 磁性纳米吸波材料损耗机制
• 5.4.5 吸收剂颗粒的散射、吸收、消光截面和电磁波的能量衰减
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表的论文
• 参加的科研项目
• 学位论文评阅及答辩情况表