Study on Nanometer Ferrites Synthesized by Solid-State Reaction and Microwave Absorption Coatings

论文摘要

采用NaHCO3（或NH4HCO3）与金属盐进行室温固相反应制得相应碱式碳酸盐和氢氧化铁混合前驱物,先微波加热,再热分解分别制得ZnFe2O4、CoFe2O4和NiFe2O4单一铁氧体,不同组成的Co-Zn、Ni-Zn二元复合铁氧体以及掺杂稀土元素的ZnFe2-xYxO4、ZnFe1.95RE0.05O4、Co0.5Zn0.5Fe1.95RE0.05O4和Ni0.5Zn0.5Fe1.95RE0.05O4（x=0.00,0.005,0.01,0.05,0.1;RE=La、Sm、Pr、Nd和Gd）四种体系的稀土复合铁氧体。采用TG-DSC、激光粒度分析仪、XRD、SEM和TEM等分析手段对部分混合前驱物及产物进行了表征,结果表明:获得了颗粒分布比较均匀、平均颗粒粒度为62nm左右、立方晶系尖晶石结构的纳米铁氧体。在1001800MHz频率范围内,测试了所有试样的相对介电常数和相对磁导率,分别研究了它们的电磁损耗特性。结果表明:在非稀土掺杂的铁氧体试样中,Co0.5Zn0.5Fe2O4、Ni0.5Zn0.5Fe2O4铁氧体具有更好的电磁损耗特性。在ZnFe2O4、Co0.5Zn0.5Fe2O4和Ni0.5Zn0.5Fe2O4中掺杂某些稀土元素可以提高材料的电损耗和磁损耗特性,从而提高它们的吸波特性。以环氧树脂为粘接剂,以铁氧体粉体为微波吸收剂,选择性的制备了部分吸波涂层,通过测试涂层的吸收值,研究了他们的吸波特性,结果表明:掺杂某些稀土元素能提高它的吸波效果。这与电磁损耗特性的结果相一致。

论文目录

• 摘 要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 制备纳米粉体的新方法——固相反应前驱体法
• 1.2.1 固相反应基本理论
• 1.2.2 低热固相法
• 1.2.3 固相反应前驱体法
• 1.2.4 低热固相法在纳米材料制备中的研究现状
• 1.2.5 微波加热
• 1.3 铁、钴、镍和稀土元素的原子磁性
• 1.4 尖晶石铁氧体的晶体结构及其磁性
• 1.4.1 尖晶石铁氧体的晶体结构
• 1.4.2 尖晶石铁氧体中金属离子分部的优先性
• 1.4.3 尖晶石铁氧体的磁性
• 1.5 吸波材料的发展现状
• 1.5.1 吸波材料的分类
• 1.5.2 吸波原理
• 1.5.3 吸波材料的研究现状
• 1.5.4 影响吸波材料性能的主要因素
• 1.5.5 吸波材料的发展趋势
• 1.6 课题来源
• 1.7 主要研究内容
• 2 实验方法
• 2.1 试剂和仪器
• 2.2 样品的分析和表征
• 2.3 实验思路
• 3 纳米 Co-Zn 复合铁氧体的固相合成及其电磁损耗特性研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 纳米 Co-Zn 铁氧体粉体的制备
• 3.1.2 纳米粉体的化学组分测定
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 前驱物的 TG-DSC 分析
• 3.2.2 纳米粉体的化学组分及 XRD 分析
• 3.2.3 纳米粉体的粒度及形貌分析
• 3.2.4 纳米 Co-Zn 铁氧体的电磁学性质
• 3.2.5 电磁学性质差异分析
• 3.3 本章小结
• 4 纳米 Ni-Zn 铁氧体的制备及其电磁损耗特性研究
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 纳米 Ni-Zn 铁氧体粉体的制备
• 4.1.2 纳米粉体的化学组分测定
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 前驱物的 TG-DSC 分析
• 4.2.2 纳米粉体的化学组分及 XRD 分析
• 4.2.3 纳米粉体的粒度及形貌分析
• 4.2.4 纳米 Ni-Zn 铁氧体的电磁损耗特性
• 4.2.5 电磁学性质差异分析
• 4.3 本章小结
• 5 掺杂稀土元素对材料电磁损耗特性的影响
• 5.1 稀土掺杂量试验研究
• 5.1.1 试样的制备
• 5.1.2 产物的物相分析
• 5.1.3 掺杂量对材料的电磁损耗特性的影响
• 2O₄ 铁氧体中掺杂不同的稀土元素试验研究'>5.2 ZnFe₂O₄铁氧体中掺杂不同的稀土元素试验研究
• 5.2.1 试样的制备
• 5.2.2 产物的物相分析
• 2O₄ 电磁损耗特性的影响'>5.2.3 掺杂不同的稀土元素对 ZnFe₂O₄电磁损耗特性的影响
• 0.5Zn_0.5Fe₂O₄ 铁氧体中掺杂不同的稀土元素试验研究'>5.3 Co_0.5Zn_0.5Fe₂O₄铁氧体中掺杂不同的稀土元素试验研究
• 5.3.1 试样的制备
• 5.3.2 产物的物相分析
• 0.5Zn_0.5Fe₂O₄ 铁氧体的电磁损耗特性的影响'>5.3.3 掺杂不同的稀土元素对 Co_0.5Zn_0.5Fe₂O₄铁氧体的电磁损耗特性的影响
• 0.5Zn_0.5Fe₂O₄ 铁氧体中掺杂不同的稀土元素试验研究'>5.4 Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄铁氧体中掺杂不同的稀土元素试验研究
• 5.4.1 试样的制备
• 5.4.2 产物的物相分析
• 0.5Zn_0.5Fe₂O₄铁氧体的电磁损耗特性的影响'>5.4.3 掺杂不同的稀土元素对Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄铁氧体的电磁损耗特性的影响
• 5.5 本章小结
• 6 吸波涂层的制备及吸波特性研究
• 6.1 吸波涂层的制备
• 6.2 涂层吸波特性的测试系统配置及工作原理
• 6.3 涂层的吸波特性研究
• 0.5ZN_0.5Fe₂O₄ 铁氧体体系的涂层的吸波性能'>6.3.1 Me_0.5ZN_0.5Fe₂O₄铁氧体体系的涂层的吸波性能
• 0.5Zn_0.5Fe_1.95RE_0.05O₄ 铁氧体体系的涂层的吸波性能'>6.3.2 Co_0.5Zn_0.5Fe_1.95RE_0.05O₄铁氧体体系的涂层的吸波性能
• 0.5Zn_0.5Fe_1.95RE_0.05O₄铁氧体体系的涂层的吸波性能'>6.3.3 Ni_0.5Zn_0.5Fe_1.95RE_0.05O₄铁氧体体系的涂层的吸波性能
• 6.4 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果