La1-x（Kx、Agx）MnO3体系的微波吸收特性研究

论文摘要

掺杂稀土锰氧化物因其巨磁电阻效应和奇异的电磁特性,多年来一直是磁电子功能材料领域的一个研究热点。因为其特殊的电磁性能,这类材料可能成为一类新型微波吸收材料,但有关报道少见。本文研究了A位分别掺K和Ag的LaMnO3体系的微波吸收特性。用溶胶-凝胶法制备了La1-xKxMnO3和La1-xAgxMnO3纳米粉体,用DSC-TG、EDS、XRD、SEM对样品的形成过程、成分、晶体结构、微观形貌进行了系列表征分析。研究结果表明,样品的形成过程分为吸附水蒸发、EDTA分解、硝酸根离子分解以及钙钛矿晶型的形成等阶段；La1-XKxMnO3和La1-xAgxMnO3纳米粉体晶体结构均为钙钛矿型,且随着掺杂量增加和温度的升高,样品中均有少量杂相出现。两种样品的颗粒形貌均呈不规则椭球状或短棒状,La1-xKxMnO3和La1-xAgxMnO3样品颗粒平均粒径分别约60nm和100nm。用微波网络分析仪测试了La1-xKxMnO3和La1-xAgxMn03在2-18GHz频率范围内的复介电常数和复磁导率,计算了样品在该频率范围的微波反射率和电磁损耗角正切,分析了掺杂量和样品厚度对体系微波吸收性能的影响及微波损耗机制。结果表明,x=0.3时,厚度2.40mm的La1-XKxMnO3在9.9GHz位置处吸收峰值为27.1dB,大于10dB频宽为10.6GHz; x=0.15时,厚度2.60mm的La1-x AgxMnO3在12.0GHz处吸收峰值为24.9dB,大于10dB频宽为7.1GHzoLa1-xKxMnO3和La1-xAgxMnO3样品兼具介电损耗和磁损耗,但介电损耗相对较强。两种损耗角正切随微波频率的变化相反,可能是基体中铁磁与反铁磁团簇在微波电磁场作用下相互转变或竞争引起。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 吸波材料及其分类
• 1.2 吸波材料的电磁响应机制
• 1.2.1 材料的复介电常数复磁导率损耗因子
• 1.2.2 阻抗匹配与衰减特性
• 1.2.3 电磁损耗的等效电路理解
• 1.2.4 电磁损耗的微观机制
• 3体系的结构与基本电磁特性'>1.3 掺杂LaMnO₃体系的结构与基本电磁特性
• 1.3.1 晶体结构
• 1.3.2 基本电磁特性及A位掺杂效应
• 1.3.3 稀土锰氧化物中的相分离与团簇
• 1.4 稀土锰氧化物微波吸收材料研究进展
• 1.5 本论文的主要工作
• 3微波吸收材料的制备与表征'>第二章 K/Ag元素掺杂LaMnO₃微波吸收材料的制备与表征
• 2.1 样品的制备
• 2.1.1 实验仪器与化学试剂
• 2.1.2 制备过程
• 2.1.3 制备工艺流程图
• 2.1.4 EDTA的配制与溶液PH值对反应的影响
• 2.2 样品的DSC-TG分析
• 2.3 样品的晶体结构与微观形貌
• 2.3.1 样品的XRD分析
• 2.3.2 样品的EDS分析
• 2.3.3 样品的SEM分析
• 2.4 本章小结
• 3材料的微波吸收性能'>第三章 K掺杂LaMnO₃材料的微波吸收性能
• 3.1 样品电磁参数的测量
• 1-xK_xMnO₃微波电磁频谱'>3.2 La_1-xK_xMnO₃微波电磁频谱
• 3.2.1 掺杂量对电磁参数的影响
• 3.2.2 电磁参数谱型分析
• 1-xK_xMnO₃微波反射率'>3.3 La_1-xK_xMnO₃微波反射率
• 3.3.1 掺杂量对微波反射率的影响
• 3.3.2 厚度对微波反射率的影响
• 1-xK_xMnO₃微波电磁损耗机理'>3.4 La_1-xK_xMnO₃微波电磁损耗机理
• 3.4.1 电磁损耗因子
• 3.4.2 电磁损耗机制
• 3.5. 本章小结
• 3材料的微波吸收性能'>第四章 Ag掺杂LaMnO₃材料的微波吸收性能
• 4.1 电磁参数的测量
• 1-xAg_xMnO₃微波电磁频谱'>4.2 La_1-xAg_xMnO₃微波电磁频谱
• 4.2.1 掺杂量对电磁参数的影响
• 4.2.2 电磁参数谱型分析
• 1-xK_xMnO₃微波反射率'>4.3 La_1-xK_xMnO₃微波反射率
• 4.3.1 掺杂量对微波反射率的影响
• 4.3.2 厚度对微波反射率的影响
• 1-xAg_xMnO₃微波电磁损耗机理'>4.4 La_1-xAg_xMnO₃微波电磁损耗机理
• 4.4.1 电磁损耗因子
• 4.4.2 电磁损耗机制
• 4.5. 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要研究成果