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片状介孔碳/羰基铁复合材料的制备和微波吸收性能研究开题报告

 2022-01-07 09:01  

全文总字数:3794字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

随着当今世界科学技术的迅猛发展,电子产品的使用变得越来越普遍,在给我们带来便利的同时也带来了危害,如电磁辐射,如何把电磁辐射对环境的污染降到最低,已变成当今世界的一个重要课题[1]。同时军事上现有的探测手段对武器装备、军事战力以及重要目标的发现变得极为容易,从而使其失去应有的作用。为了增强军事实力,电磁防护变得至关重要[2],而解决这些问题的有效方法之一是制备电磁波吸收材料。羰基铁粉属于磁介质型的吸波材料,其磁导率和磁损耗在微波频段内较高,然而其在低频波段吸收性能较差,对铁磁颗粒进行扁平化处理有利于增强其在微波低频段的吸波性能。由于扁平化后阻抗不匹配,为提高羰基铁的性能,常见的方法时对羰基铁进行复合和表面改性。有序介孔碳材料属于电介质型的吸波材料,具有优异的介电性能和低密度的特性,比表面积很大、孔径大小可以调节且比较均一,稳定性和导电性较为良好。为了让新的吸波材料发挥出更好的性能,要选取优劣互补的材料,羰基铁和有序介孔碳都具有很好的吸波性能,将二者进行复合,并研究其吸波性能,旨在寻找高性能的吸波材料。

国内外研究现状

当前的电磁防护措施主要有电磁屏蔽和电磁波吸收。而吸波材料按其损耗机制可以分为电阻型、电解质型和磁介质型。磁性吸波材料属于磁介质型的吸波材料,是由含有电损耗及磁损耗的羰基铁、铁氧体、金属合金粉等吸收剂与基体材料通过设计而获得,通过调整材料的性质,使其本征阻抗尽量接近自由空间阻抗[1]。

相比其他类型的吸波材料,超细金属磁粉吸收剂具有较大的饱和磁化强度,因此有较高频率的 snoek 极限,在微波频段能保持高磁导率和高磁损耗,故在吸波领域中得到非常广泛的应用。金属微粉吸波材料中应用的较多的是羰基铁粉和铁基合金微粉[1]。其中fesial合金具有较高的饱和磁化强度和较低的矫顽力,是一种具有潜在应用前景的吸收剂,tang[3]以单质fe、si和al粉为原料,采用了机械合金化法制备了fe85si9.6al5.4合金粉末,研究了球料比和球磨时间对合金化过程及其产物性能的影响。结果表明:最佳的合成工艺参数为:球料比40∶1,球磨时间100h。所合成的fesial微粉物相为bcc-fe(si,al)固溶体,形貌为块状,具有较大的晶格应力(0.324%)和矫顽力(122.8 oe),在0.5~12ghz内具有较低的介电常数和相对较高的复磁导率。700℃氩气气氛下热处理退火处理后的fesial微粉物相为do3相,晶格应力得到显著地缓解(0.084%),矫顽力得到明显的降低(23oe), fe85si9.6al5.4粉末在0.5ghz处的磁导率从2.5提高至3.7,而介电常数几乎保持不变。厚度为2mm的fesial/石蜡复合材料,在8.59ghz处,最低反射率为-13.07db,具有厚度薄、吸收强的特点,适合用于5~12ghz高频(c波段和x波段)电磁波波段。

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2. 研究的基本内容

1. 使用挥发诱导自组装法制备片状有序介孔碳材料。2. 使用机械研磨法制备片状铁/碳复合材料。

3. 对制备的材料进行xrd、sem和tem表征。

4. 测试不同碳化温度下有序介孔碳及其磁性复合材料的电磁参数。

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3. 实施方案、进度安排及预期效果

1、使用挥发诱导自组装法完成对有序介孔碳的制备。

3月15日-3月17日:采用苯酚、naoh溶液、甲醛、干燥箱等制备酚醛树脂。

3月17日-3月18日:用酚醛树脂、f127、 teos合成酚醛树脂/二氧化硅复合材料。

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4. 参考文献

[1]陆瑶.片状羰基铁粉的铁氧体微包覆工艺及其微波物性研究[d].华中科技大学,2014.

[2]李晓光.片状磁性吸波材料的制备及其兼容隐身性能研究[d].南京航空航天大学,2014.

[3]冯永宝,唐传明,丘泰.fe85si9.6al5.4合金的制备、表征及其低频吸波性能[j].材料工程,2014(02):1-6 12.

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