多晶铁纤维的合成与微波吸收性能的研究

0引言微波吸收剂是一类新型功能材料,主要用于吸收雷达波使目标难以被识别和发现,是隐身技术的重要组成部分,也是国内外军事领域内的高新技术之一。吸收剂的种类很多[1~3],其中多晶铁纤维是最近几年才提出的一种新型吸收剂,其直径在微米、亚微米、纳米量级,长度在几微米到几百微米范围变化,具有显著的形状各向异性,是最有发展前途的吸收剂之一。近几年来,国内外对多晶铁纤维的性能及应用研究报道较多[4,5],对多晶铁纤维的合成研究报道较少,而且介绍的十分简单。本文研究了一种化学合成多晶铁纤维新工艺:用化学方法合成前驱体α鄄FeOOH纤维,再经硅包覆、脱水、还原、修饰和钝化得到多晶铁纤维。该工艺具有原料成本低、反应条件温和、易于控制纤维的长度、直径、径轴比以及易于实现工业化生产等优点;但该工艺在α鄄FeOOH纤维变为多晶铁纤维过程中,内部结构和化学成分发生很大变化,使得到的多晶铁纤维产生断裂、空洞、小隙、表面形貌不规整等缺陷,导致其总退磁场大,吸波性能大幅下降。为了消除缺陷,试验中选用五羰基铁作为修补剂,利用热解法使五羰基铁分解成超细、活性大的羰基铁,对微细缺陷进行深度渗透填充修补,修补后又进行了表面钝化处理,使整个工艺得到完...

多晶铁纤维吸收剂微波复磁导率和复介电常数的理论计算

由麦克斯韦方程出发，导出了多晶铁纤维吸收剂微波复磁导率和复介电常数的理论计算公式；通过对5GHz频率点多晶铁纤维吸收剂的数值计算，分析了多晶铁纤维的直径、长径比及电导率等对其电磁参数的影响。

热解温度对多晶铁纤维的静磁和微波电磁性能的影响

在气流的诱导作用下,仅通过控制五羰基铁的热解温度,可获得不同晶粒尺寸及化学组成的多晶铁纤维.研究了热解温度对多晶铁纤维的静磁和微波电磁性能的影响规律.结果表明,由于多晶铁纤维的结构和组成随热解温度里规律性变化,导致多晶铁纤维的静磁和微波电磁性能对热解温度有强烈的依赖性.500℃获得的多晶铁纤维晶粒尺寸为21.6 nm,碳含量为8.26%,此时软磁性能最差,复介电常数和复磁导率最低;而在700℃获得的多晶铁纤维的晶粒尺寸为61.1 nm,碳含量为3.88%,此时具有最佳的软磁性能和最高的介电损耗及磁损耗.这表明通过调节热解温度控制产物的结构和组成,可以获得微波电磁性能优良的多晶铁纤维.

一种多晶铁纤维的表面改性方法

介绍了一种对多晶铁纤维表面进行改性的方法。从磁学物理的角度出发 ,并结合大量实验结果 ,确定了具体的实施方案。结果表明处理后的纤维表面电阻率得到显著提高 。

气流诱导多晶铁纤维的可控制备及生长机理

仅通过控制Fe(CO)5的热解温度(Td),用气流诱导法制备了化学组成与结构可控的多晶铁纤维。研究了热解温度对多晶铁纤维的结构和化学组成的影响规律以及多晶铁纤维的形成机理。结果表明,多晶铁纤维的直径为100￣300nm、长径比为10￣40,随热解温度的升高,多晶铁纤维的晶型结构更完整,晶粒尺寸在8￣61nm内增大,组成多晶铁纤维的纳米晶粒子在600℃由颗粒状变为层片状,且在较高和较低的热解温度下易于获得铁元素含量高的多晶铁纤维。多晶铁纤维的形成是由于自发磁化的铁纳米晶粒子在气流的诱导作用下自组装成一维结构。

多晶铁纤维表面原位氧化及其微波吸收性能

利用气氛退火炉对多晶铁纤维进行表面原位氧化改性，获得了表面包覆铁氧化物的多晶铁纤维复合结构。采用扫描电镜、X射线衍射仪观察和表征多晶铁纤维表面氧化前后的形貌和物相，用微波矢量网络分析仪测试样品在8～18GHz波段的电磁参数。分别以表面氧化改性前后的多晶铁纤维为吸收剂，制备厚度为1mm的吸波涂层，采用弓形法测试涂层在8～18GHz波段的反射损耗值。结果表明：多晶铁纤维经表面原位氧化改性后在表面形成较均匀的铁氧化物，从而能有效降低其复介电常数，而复磁导率实部与虚部仍保持较高值。表面包覆铁氧化物的多晶铁纤维以20％填充量制得的吸波涂层，在8～18GHz频段的反射损耗优于-10dB的吸收带宽可达4．5GHz，峰值达-25．38dB。

LDPE-Ni/多晶铁纤维电磁屏蔽包装材料研究

为制备一种性能优良，使用方便的电磁屏蔽包装材料，用多晶铁纤维和镍粉作为导电填料，填加到LDPE中，制备成了LDPE-Ni／多晶铁纤维电磁屏蔽材料。研究发现，该材料的屏蔽效能值为20dB；“渗滤阈值”为20％～25％；由于多晶铁纤维的复合磁损耗机理，材料的具有一定的吸波功能；当多晶铁纤雏和镍粉的含量为18％时，复合材料达到最大拉伸强度12．5MPa，而其断裂伸长率呈下降趋势。

长径比对多晶铁纤维吸收剂微波电磁参数的影响

由麦克斯韦方程出发，导出了多晶铁纤维吸收剂微波复磁导率和复介电常数与长径比的理论关系式；根据理论，通过对5GHZ频率下多品饮纤维的数值分析，讨论了长径比对多晶铁纤维吸收剂微波复因导率和复介电常数的影响，得到随长径比的归大铁纤维发磁导率虚部、复介电常数实部和虚部都显著增大的结论。

多晶铁纤维吸波材料的微波磁性研究

实验研究了纤维组分、直径和长径比对多晶铁纤维微波磁导率的影响。结果表明，选择具有高本征磁导率和低电导率的材料制备多晶铁纤维有利于提高多晶铁纤维的微波磁导率；多晶铁纤维的微波磁导率随纤维直径的增大而减小，随长径比的增大而增大。介绍了一种高性能多晶铁纤维的研制及其微波磁性。

羰基多晶铁纤维吸波性能的研究

MOCVD法制得的羰基多晶铁纤维,测量并分析了铁纤维电磁参数的变化趋势。通过对多晶铁纤维不同的填充比,以及一定填充比、不同厚度材料吸波性能的研究,发现多晶铁纤维以较低填充比、较薄的厚度就可获得较好的吸波效果,有可能成为良好的轻质高效吸收剂。

多晶铁纤维铺层的雷达波反射特性研究

依据电磁场理论推导出了多层不同取向的纤维铺层吸波板的反射率公式 ,利用此公式对给定的电磁参数及结构计算了吸波板的反射率 ,由计算结果分析了入射波的偏振角。

LDPE/炭黑/多晶铁纤维/镍粉导电材料的性能

以多晶铁纤维、镍粉和炭黑作为导电填料填充LDPE，制备了一种导电复合材料。分析了多晶铁纤维和镍粉的加入对导电复合材料导电性、屏蔽效能和拉伸强度的影响。结果表明，随着多晶铁纤维和镍粉含量的增加，复合材料的拉伸强度呈下降趋势，导电性提高，当导电填料的含量达到渗滤阈值20％后，复合材料的表面电阻率从10^10Ω降低到10Ω；当炭黑、多晶铁纤维和镍粉的质量分数均为10％时．材料的屏蔽效能在10-30dB，优于LDPE／炭黑材料。

层状多晶铁纤维吸波材料的等效电磁参数

层状多晶铁纤维吸波材料中铁纤维分层取向规则排列，吸波材料表现为宏观各向异性。该文在长波长近似下，在计及多晶铁纤维电磁参数的各向异性及多晶铁纤维之间强相互作用的基础上，建立了层状多晶铁纤维吸波材料等效电磁参数理论模型，导出了等效电磁参数εｅｆｆ和μｅｆｆ的计算公式。由该文的理论可导出著名的ＱＣＡ－ＣＰ公式。

多晶铁纤维微波吸收剂的分级改性及其应用初探

报导了一种多晶铁纤维的分级改性结果,这种多晶铁纤维的分级是在自行设计改造的分级机上进行的。分析了这种多晶铁纤维吸收剂的电磁特性,并对利用这种多晶铁纤维吸收剂的吸波涂层材料作了初步研究,同时对多晶铁纤维吸波材料吸波机理进行了定性分析。

磁场引导羰基热分解法制备多晶铁纤维

介绍了一种崭新的制备多晶铁纤维的方法———磁场引导羰基热分解法 ,并从羰基分解和磁场诱导原理出发 ,分析了羰基铁颗粒特有的洋葱结构的形成及其在磁场作用下相互连接 ,最终长成纤维的过程 .在此理论基础上 ,设计出一套纤维生长装置 ,并成功地制备出微米级铁纤维 .实验结果表明 :此法能够批量制得形貌均匀 ,长径比可调的高质量多晶铁纤维 .

吸波多晶铁纤维制备工艺研究

介绍了吸波多晶铁纤维的制备装置和制备工艺,研究了反应温度、励磁电流、羰基铁流速及1次进样总量对多晶铁纤维的影响。通过实验,确定了多晶铁纤维的制备工艺为:反应温度400℃,励磁电流6A,羰基铁滴加速度1.0ml/min,1次进样总量为10ml。

羰基热分解磁场引导制备多晶铁纤维原理分析

多晶铁纤维是一类新型磁性材料,应用十分广泛。本文对羰基铁热分解的有关热力学问题进行了理论分析,并从铁磁理论出发,探讨了利用羰基热分解磁场引导法制备几何尺寸可调的多晶铁纤维的可能。

超细多晶铁纤维的制备与性能

多晶铁纤维由于它在形态上具有磁晶各向异性、质量轻、纤维的长径比可以调节，在微波段具有宽频吸收强的效果，弥补了金属磁粉及铁氧体密度大、吸收频带窄这一缺陷，已成为极具发展潜力的新型电磁波吸收材料。五羰基铁液体加热到70～80℃时，开始分解形成铁晶核，在一般情况下，产物为羰基铁粉。由于高速气流作用，将有链状的初级晶体生成，这些链状物是热分解得到羰基铁粉的副产品。通过气相热解法制备多晶铁纤维，则需要加以磁场引导。磁场产生一般利用电流，引导装置体积大。

纳米多晶铁纤维中试技术研究

对无磁场引导下的羰基铁气相热分解制备纳米量级多晶铁纤维的技术进行了中试放大，研究了铁纤维的生长模式、各种工艺条件对铁纤维性能与制备量的影响，确定了最佳制备条件。