利用磁珠制備鐵氧體吸波材料的研究.pdf

1、隨著無(wú)線電技術(shù)的進(jìn)步,電磁波給人們的生活帶來(lái)極大便捷的同時(shí)也帶來(lái)了嚴(yán)重威脅人類生存環(huán)境的電磁污染問(wèn)題,相應(yīng)的電磁防護(hù)材料成為了人們研究的熱點(diǎn),吸波材料也因此得到快速發(fā)展,其中,鐵氧體吸波材料因具有吸收效率高、制備成本低的特性而成為研究與應(yīng)用最為廣泛的一種。本文探索利用從工業(yè)廢料粉煤灰中磁選得到的廉價(jià)的磁珠制備出一種具有良好吸波效能的鐵氧體材料,以用于民用電磁輻射防護(hù),為需要特殊防護(hù)的建筑物提供一種經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的新型工程材料。此外,本課題主要

2、原料——磁珠來(lái)源于固體廢棄物粉煤灰,磁珠的重復(fù)利用必將使得粉煤灰大面積堆積的問(wèn)題得到一定程度的緩解。所以本課題的研究對(duì)于保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源具有雙重意義。根據(jù)鐵氧體和吸波材料的基礎(chǔ)理論,確定了Ni-Zn鐵氧體為研究對(duì)象。試驗(yàn)以磁珠為主要原料制備合成了純相Ni-Zn鐵氧體材料,優(yōu)化確定了制備工藝和基礎(chǔ)配方,并進(jìn)一步研究了添加CuO和TiO2對(duì)材料的宏觀性能、微觀形貌以及電磁性能的影響。首先,利用NiO、ZnO和磁珠制備了幾種成分不同的Ni-

3、Zn鐵氧體,同時(shí)與分析純Fe2O3替代磁珠作為主原料的試樣進(jìn)行對(duì)比。經(jīng)檢測(cè)知:所有試樣的物相均為單一物相Ni-Zn鐵氧體;以磁珠和純Fe2O3為原料的試樣的電磁參數(shù)值相近;不同成分配比的幾個(gè)試樣中,成分為Ni0.3Zn0.7Fe2O4的試樣具有最大的復(fù)磁導(dǎo)率虛部。為改善材料的致密度和電磁性能,在以Ni0.3Zn0.7Fe2O4為基的配方中添加了助熔劑CuO。由燒結(jié)后的密度測(cè)試結(jié)果和SEM照片可見(jiàn),試樣的密度和致密度顯著增大,顯微結(jié)構(gòu)也更

4、加均勻致密。致密度的增幅為40％左右,其中添加x(CuO)=5%的試樣最為致密。此外,由于密度的增加,材料的電導(dǎo)率亦有所增大,從而有效增大了復(fù)磁導(dǎo)率虛部和復(fù)介電常數(shù)虛部,磁損耗因子和介電損耗因子隨之增大,因此摻雜CuO也增強(qiáng)了材料對(duì)電磁波的損耗能力。為改善材料對(duì)電磁波的損耗能力,進(jìn)行了TiO2的摻雜試驗(yàn)。添加TiO2使得材料的復(fù)介電常數(shù)虛部值增大了4倍左右,從而有效提高了材料的介電損耗能力,但TiO2對(duì)材料的其他性能無(wú)明顯改善。從微觀形