脲醛树脂包覆对片状羰基铁粉电磁吸波性能的影响

目的提高片状羰基铁粉(FCI)的吸波性能。方法采用原位聚合法制备脲醛树脂(UF)包覆片状羰基铁粉核壳复合粒子。通过透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)分别对试验前后样品的微观形貌和物相组分进行表征。采用矢量网络分析仪对处理前后片状羰基铁粉在0.5~18 GHz频率范围内的电磁参数进行测试,基于传输线理论对其反射损耗曲线进行拟合分析。结果微观形貌及X射线衍射谱结果表明,成功合成了脲醛树脂包覆片状羰基铁粉复合粒子(FCI@UF)。对测得的电磁参数进行分析,与原始片状羰基铁粉相比,包覆后铁粉介电常数和磁导率的实部、虚部均呈下降趋势,电磁波衰减能力减弱,与空气的阻抗匹配能力增强。反射损耗曲线图中,包覆后铁粉能有效吸收频带变宽(以反射损耗小于‒10 dB的带宽作为有效吸收频带),由3.15GHz变为4.38GHz,在13.84GHz时有最小反射损耗(‒20.64dB),最小反射损耗向高频移动,最小值降低率达41.38%。结论使用脲醛树脂对片状羰基铁粉进行包覆,制备了综合吸波性能更具优势的FCI@UF复合粒子,有效提高了片状羰基铁粉的吸波性能。

球磨钢珠配比对片状羰基铁粉吸波性能影响的研究

片状羰基铁具有高的饱和磁化强度和一定的平面各向异性,可突破Snoek限制,在微波吸收领域具有很好的应用前景。本文以球状羰基铁粉为原料,机械球磨制备了片状羰基铁,并根据球磨钢珠配比的改变获得形貌和电磁性能各异的片状羰基铁:随着钢球平均直径的减小,羰基铁片状结构逐渐增多,片状尺寸增大,片层厚度变薄,吸波性能提高;当采用4 mm钢球进行球磨时,片状羰基铁具有最佳吸波性能,其复磁导率的实部和虚部在2 GHz时可达到2.8773和0.9493;涂层厚度为2 mm时,反射率损耗在9.1 GHz处达到最大值-35 dB,小于-10 dB频带宽为7.429 GHz。

高能球磨法制备片状羰基铁及其电磁性能研究

采用高能球磨法进行片状羰基铁的制备,研究了行星式球磨机不同转速和不同球磨时间对羰基铁形状和微波电磁性能的影响。结果表明:在球磨转速为200 r/min,羰基铁开始逐渐出现片状结构;随着球磨时间的延长,羰基铁片状化程度逐渐提高,微波电磁性能也逐渐改善;随着转速的增大,片状羰基铁的宽厚比增大,但同时出现了大量细碎颗粒,磁性能反而发生恶化。球磨转速为200 r/min,研磨16 h的片状羰基铁制得的微波吸收材料在4～18 GHz频段的反射率小于-10 dB的带宽为7.5 GHz,最大反射率-29 dB。

片状羰基铁低频吸波性能的多因素参数调控

采用高能球磨法制备片状羰基铁,利用正交实验综合研究了球磨时间、原始粉粒径及羰基铁在基体中填充率对吸收峰频率的影响,并对吸收峰频率最低的实验组合研究了吸波剂厚度对吸收强度的影响,优化得到了吸收强度最大的吸波剂厚度,并最终得到具有最佳低频吸收性能的羰基铁-石蜡吸波材料及各项调控参数。结果表明:在设计参数范围内,各因素对吸收峰频率影响程度由大至小依次为:填充率、球磨时间及原始粒径;最佳低频吸波性能工艺参数确定为:球磨10 h、初始粒径6μm及45%填充率,当基体厚度为2.5 mm时,其反射率在2.3 GHz处达到最低值,为-43 dB。

片状羰基铁粉/ZnO晶须填充聚合物基复合材料导热与吸波性能

以片状羰基铁粉(FCI)与四针状ZnO晶须(T-ZnOw)为功能填料、硅胶为基材制备了系列导热吸波复合材料,研究了两种形貌填料的含量对复合材料导热和吸波性能的影响。分别对样品的微观形貌、电磁参数以及热导率进行了测试表征。结果表明,随着片状羰基铁粉含量减小、四针状ZnO晶须含量增大,反射损耗峰移向高频,同时热导率增高。当羰基铁粉与ZnO晶须含量分别为30 wt%与50 wt%时,反射损耗峰值最小(−28.03 dB),吸收带宽(<−10 dB)最宽(4.96 GHz),同时热导率达到最高值(2.54 W/(m·K))。通过片状/四针状填料的复配使用,可在基体中有效构建导热通路,同时调控复合材料的电磁参数,从而实现导热、吸波性能的兼顾提升。

片状羰基铁/石蜡复合材料的高频磁性

以球形羰基铁粉为原料,在不同转速下球磨,比较了不同球磨速度下样品的形貌和静态磁性.将球磨后片状样品以50%体积浓度与石蜡均匀混合制备复合材料,利用同轴线法在0.1~18GHz频率范围内研究其复数磁导率随频率的变化.球磨后片状样品的低频磁导率实部值较未球磨样品明显增大,共振频率向高频方向移动,在1.5~16GHz频率范围内磁导率虚部值增大.将复合材料在磁场内旋转取向,可以近一步提高样品的复数磁导率,其磁导率实部值在0.1GHz时为12.1,在2GHz时为11.1,磁导率虚部最大值为6.2.可见,片状羰基铁粉复合材料是一种好的高频软磁材料.

不同形貌羰基铁的复合对电磁特性及吸波性能的影响

目的增强羰基铁的低频吸波性能,掌握吸收峰频率的调控方法。方法将球形羰基铁与片状羰基铁混合,制作复合材料。通过扫描电子显微镜对两种羰基铁的微观形貌进行分析。通过矢量网络分析仪测量5种质量配比下(3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3)羰基铁复合材料的复介电常数和复磁导率,分析不同形貌羰基铁的复合对电磁特性的影响。同时分析不同配比羰基铁复合材料的吸波性能。结果随着球形羰基铁加入比例的提高,复合材料的复介电常数实部和虚部均逐步下降。羰基铁复合材料的复磁导率实部整体变化不大,虚部呈下降趋势。当片状羰基铁和球形羰基铁质量比为1∶2时,在3.08 GHz处最大吸波性能为20.2 dB,有效吸波带宽(反射率损耗不大于8 dB)为2.43 GHz。结论球形羰基铁的加入可以有效调控复合材料的吸收峰在低频范围内定向移动,增强1~4 GHz范围内的低频吸波强度,扩宽有效吸波带宽。球形羰基铁的加入,降低了片状羰基铁的介电常数,复合材料的电磁阻抗匹配条件得到优化,电磁损耗耦合效应增强,从而提升了该复合材料的吸波性能。

羰基铁粉的电磁性能

将球状羰基铁粉通过球磨工艺处理后得到片状羰基铁粉。分别对球状羰基铁粉、片状羰基铁粉以及混合羰基铁粉(球状片状1:1)的电磁参数进行测试;将上述三种粉体按照80%(质量比)配比与硅橡胶复合,硫化成型为2.0 mm的复合吸波材料进行反射率测试。结果表明,球状片状羰基铁粉混合粉体有助于改善羰基铁粉的电磁性能,提高羰基铁粉的吸波性能,拓宽吸收带宽。

高速湿法球磨对羰基铁粉微结构及吸波性能的影响

采用高速球磨法快速制备片状羰基铁粉。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、矢量网络分析仪(VNA)对材料的微观形貌、物相、吸波性能进行了表征与分析。结果表明:球磨0~60 min时,羰基铁粉的厚度随球磨时间延长逐渐减小,形成片状结构,直径厚度比最大可达80∶1;球磨90 min时,羰基铁粉由大片状破碎成小片状,部分片状羰基铁粉经球磨珠撞击后重叠堆积,材料的厚度逐渐增加,比表面积下降;球磨120~180 min时,多数羰基铁粉的片状结构被粉碎破坏,形状回归为类球形,少数羰基铁粉进一步堆叠成块状。球磨前后羰基铁粉的晶体结构未发生实质性改变,羰基铁粉的综合吸波性能随着球磨时间的延长呈现先上升后下降趋势,并在球磨90 min时达到最优的吸波效果:反射损耗最小值为-54.94 dB(12.64 GHz),匹配厚度为2.17 mm,有效吸波带宽达到了8.48 GHz。

雷达波吸收剂羰基铁粉的改性研究进展

羰基铁粉是一种典型的磁损耗型吸收剂,是国内外研究起步最早、工艺最为成熟、应用范围最为广泛的雷达波吸收剂之一。当前羰基铁粉研究的重点主要集中在与其他吸收剂的复合以及自身的改性。重点介绍了羰基铁粉的改性方法,包括机械力改性和化学改性。在介绍羰基铁粉吸波原理和改性方法的基础上,详细分析和阐述了羰基铁粉机械球磨法、过程控制剂改性、硅烷偶联剂改性、Si O2包覆法、酸化处理等改性方法的研究现状,对其未来发展趋势进行了展望。