W型六角晶系铁氧体制备及吸波特性研究

论文摘要

W型钡六角晶系铁氧体由于具有较高饱和磁化强度、强磁晶各向异性、良好化学稳定性等优点,已被广泛应用于微波器件及电磁波吸收领域。本文以W型六角晶系钡铁氧体Ba1Zn2Fe16027微波电磁特性为重点,研究了其成分、工艺参数以及离子掺杂对该类六角铁氧体材料电磁特性和吸波性能的影响,探讨了稀土离子掺杂对W型六角晶系钡铁氧体微结构和电磁特性的影响；并在W型六角晶系钡铁氧体微波损耗特性研究基础上,探讨了该类W型六角晶系钡铁氧体吸收剂与Fe基合金吸收剂复合后的电磁特性及吸波性能。使用改进的溶胶凝胶工艺,在煅烧阶段采用两部热处理法,即先预热一定时间,再升温煅烧,可以有效地降低六角晶系铁氧体W相的成相温度。研究离子取代掺杂对W型六角晶系钡铁氧体微结构和电磁特性的影响,首先用不同量的Co2+对B位的Zn2+进行取代,发现Co2+的掺杂量为O.9时吸波性能较高,吸收峰值达-33.6dB；进而研究在A4位和B位复合掺杂对W型六角晶系钡铁氧体微结构和电磁特性的影响,发现在A位以O.2的稀土La3+取代Ba2+,在B位以0.9 Co2+取代Zn2+时,W型BaLaCoZn六角铁氧体的吸波性能较好,峰值点达-39.6dB。基于制备的W型六角晶系钡铁氧体Ba1Zn2Fe16O27,研究了该类铁氧体吸收剂材料与磁性合金Fe85 Si1Al6 Cr8微粉材料的复合应用特性,发现磁性合金微粉与W型六角铁氧体的质量比为2/10时,复合材料的吸波性能最好,厚度为2.2mm时,掺La以与未掺La的W型铁氧体与磁性合金Fe85 Si1, A16 Cr8微粉的复合材料,吸波曲线的峰值点分别可达-40.6dB和-51.8dB；该复合吸波材料兼具铁氧体材料电阻率高、电磁匹配性好、高频电磁性能佳的优点以及磁性合金吸波材料磁导率高和磁损耗高的优点。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 铁氧体吸波材料的发展概况
• 1.3 W型六角晶系铁氧体
• 1.4 W型六角晶系铁氧体的研究现状
• 1.5 本文主要工作
• 第二章 W型六角晶系铁氧体理论基础
• 2.1 吸波材料的吸波机理
• 2.1.1 复介电常数、复磁导率及损耗因子
• 2.1.2 吸波材料的工作原理
• 2.2 W型六角晶系铁氧体的理论基础
• 2.2.1 W型六角晶系铁氧体的基本结构
• 2.2.2 W型六角晶系铁氧体的磁特性
• 2.2.3 W型六角晶系铁氧体吸波机制
• 第三章 W型六角晶系铁氧体吸收剂的制备与性能表征
• 3.1 溶胶凝胶法制备w型铁氧体材料
• 3.1.1 实验仪器及化学材料
• 3.1.2 工艺流程
• 3.2 工艺条件
• 3.2.1 工艺参数优化
• 3.2.2 Co含量对W型六角晶系铁氧体特性的影响
• 3.3 La掺杂W型铁氧体
• 3.3.1 La掺杂W型铁氧体制备
• 3.3.2 La掺杂W型铁氧体微结构与形貌
• 3.3.3 La掺杂W型铁氧体的微波电磁参数
• 3.3.4 La掺杂W型铁氧体的吸波性能
• 3.4 本章小结
• 第四章 W型六角Ba铁氧体/Fe基合金复合吸波材料
• 4.1 W型六角Ba铁氧体/Fe基合金复合吸收剂的制备
• 4.2 W型六角Ba铁氧体/Fe基合金复合材料微结构及形貌
• 4.2.1 微结构
• 4.2.2 形貌
• 4.3 W型六角Ba铁氧体/Fe基合金复合材料微波电磁特性
• 4.3.1 复介电常数
• 4.3.2 复磁导率
• 4.3.3 损耗因子
• 4.4 W型六角Ba铁氧体/Fe基合金复合材料的吸波性能
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间研究成果