不同形貌Fe基材料的制備及其雷達(dá)吸波性能研究.pdf

1、雷達(dá)吸波材料是雷達(dá)隱身技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，吸波材料要實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁波吸收的關(guān)鍵在于對(duì)材料電磁參數(shù)的調(diào)節(jié)，而電磁參數(shù)又會(huì)受到材料的粒度、形貌、結(jié)構(gòu)及組成等因素的影響。因此，探索具有特殊形貌、結(jié)構(gòu)及組成的吸波材料的制備方法對(duì)改善材料吸波性能方面的研究是非常有意義的。為此，本論文主要做了兩方面的工作，具體研究內(nèi)容及主要結(jié)論總結(jié)如下:
　　(1)以Fe(CO)5為基本原料，采用有/無表面活性劑輔助的低溫?zé)岱纸夥ê铣闪诵蚊部煽氐腇e3O4粒子，探究

2、了Fe(CO)5的用量、表面活性劑十二烷基甜菜堿的用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、溶劑的類別對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)及形貌的影響，并對(duì)產(chǎn)物的磁性能及雷達(dá)吸波性能進(jìn)行了初步探究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在1-甲基-2-吡咯烷酮與十二烷基甜菜堿的混合反應(yīng)體系中利于制備得到花狀Fe3O4粒子，反應(yīng)溫度過低或過高都不利于制備得到花狀Fe3O4粒子，并對(duì)花狀Fe3O4粒子的形成機(jī)理進(jìn)行了初步探討。通過對(duì)花狀Fe3O4粒子形成機(jī)理的探究，我們認(rèn)為水在產(chǎn)物形貌演變方面起到了一定的

3、作用，并通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在1-甲基-2-吡咯烷酮-Fe(CO)5反應(yīng)體系中，水的引入對(duì)產(chǎn)物的形貌具有很大的影響，隨著水的用量的變化，能夠分別制備得到均一花狀及藤狀的微/納米結(jié)構(gòu)Fe3O4粒子，從而實(shí)現(xiàn)了均一形貌的Fe3O4在無表面活性劑輔助條件下的一步合成;當(dāng)水與1-甲基-2-吡咯烷酮的質(zhì)量比為1∶10.4時(shí)，添加適量的表面活性劑十二烷基甜菜堿又可制備得到菱形十二面體Fe3O4納米粒子。磁性能測試結(jié)果表明制備得到的產(chǎn)物

4、為亞鐵磁性材料，隨形貌及粒徑的變化產(chǎn)物的飽和磁化強(qiáng)度、剩余磁化強(qiáng)度及矯頑力也存在一定的差異。吸波性能測試表明，花狀與菱形十二面體Fe3O4粒子的吸波性能存在一定的差異:當(dāng)涂層厚度在1-4 mm范圍內(nèi)變化時(shí)，菱形十二面體Fe3O4納米粒子的吸波性能較好，其在涂層厚度為3mm時(shí)具有的最大反射損耗為14.84 dB，對(duì)應(yīng)的頻率為8.48 GHz且反射損耗大于10 dB的頻帶寬為3.44 GHz;當(dāng)涂層厚度為5mm時(shí)，花狀Fe3O4粒子的吸波性

5、能較好，其在16.72GHz處的最大反射損耗為19.04 dB且反射損耗大于10 dB的頻帶寬為3.28 GHz，而菱形十二面體Fe3O4納米粒子在3.2 GHz處具有最大反射損耗，其值為18.98 dB且反射損耗大于10 dB的頻帶寬為2.48 GHz。
　　(2)首先，以硝酸鐵及氫氧化鉀為基本原料，采用化學(xué)添加劑輔助水熱法制備得到了α-FeOOH納米棒，探究了反應(yīng)物的濃度、反應(yīng)的時(shí)間、螯合劑的用量、表面活性劑的種類及用量等條件

6、對(duì)產(chǎn)物形貌及物相組成的影響;然后，采用化學(xué)聚合法制備得到了α-FeOOH/PANI復(fù)合物，并對(duì)其吸波性能進(jìn)行了探究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在c(Fe3+)與c(OH-)的比例為1∶5、c(Fe3+)=0.5 mol·L-1、反應(yīng)溫度為100℃、反應(yīng)時(shí)間為24 h的基本反應(yīng)條件下，表面活性劑如十二烷基硫酸鈉、十二烷基甜菜堿及十六烷基三甲基溴化銨的加入主要對(duì)所得產(chǎn)物的尺寸有影響，而絡(luò)合劑Na2EDTA的加入對(duì)產(chǎn)物形貌、尺寸及結(jié)晶度的影響較為明顯;吸