BaTiO3及稀土摻雜BaTiO3吸波材料的制備與性能研究.pdf

1、微波吸收材料(RAM)作為雷達隱身的關(guān)鍵技術(shù)，在軍用和民用領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為各國軍事裝備和民用防電磁輻射等技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點。鈦酸鋇類化合物是一類具有吸波性能的電介質(zhì)材料，對于電磁波能產(chǎn)生介電損耗和磁損耗，以介電損耗為主，主要包括電導(dǎo)損耗、松弛極化損耗和諧振損耗。
　　本文選用溶膠凝膠法制備了納米鈦酸鋇粉體，通過研究各工藝參數(shù)對反應(yīng)進程及產(chǎn)物性能的影響，確定了以下的工藝條件：前驅(qū)體濃度0.5mol/L，冰醋酸400ml/

2、mol前驅(qū)體，水浴凝膠溫度60℃，凝膠陳化時間4h，煅燒溫度850℃，煅燒時間2h。選取了六種Ln系稀土元素，即鑭(La)、鈰(Ce)、釹(Nd)、銪(Eu)、釓(Gd)、鏑(Dy)，在0.2％摻雜量下，制備了稀土摻雜鈦酸鋇吸波材料。此外，針對La元素摻雜可有效提高材料吸波性能的特點，制備了不同摻雜量（0.6%、1.0%）的La摻雜鈦酸鋇粉體。
　　采用DSC和FT-IR等手段對鈦酸鋇干凝膠進行了分析，借助XRD、Raman光譜、

3、FT-IR、SEM、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀等測試手段，對研制的鈦酸鋇以及稀土摻雜鈦酸鋇粉體的結(jié)構(gòu)、晶相、形貌和微波性能等進行了研究。最終，在2～12GHz得到了最小反射率Rmin為-60dB的Nd摻雜0.2%的鈦酸鋇吸波材料，在X波段(8～12GHz)得到了最小反射率Rmin為-44dB的La摻雜0.6%的鈦酸鋇吸波材料。
　　通過六種稀土摻雜0.2%的鈦酸鋇的結(jié)構(gòu)與性能的比較，發(fā)現(xiàn)稀土摻雜引起了晶格畸變，使晶格常數(shù)a變大，晶粒粒徑與晶軸

4、比變小，晶胞體積收縮。電磁性能參數(shù)都發(fā)生了移峰(藍移)與壓峰，并且反射率減小，吸收帶拓寬，吸波性能得到了改善。通過比較認為，Nd、La摻雜對鈦酸鋇的電磁性質(zhì)與吸波性能的改變最大，Dy次之，而Ce最小，Eu與Gd的影響與所研究的性能參數(shù)相關(guān)。
　　比較La不同量摻雜的鈦酸鋇的結(jié)構(gòu)和性能，在合理的假設(shè)前提下，提出了La3+在鈦酸鋇晶體中的遷移規(guī)律。在此基礎(chǔ)上分析了La的不同摻雜量對于鈦酸鋇結(jié)構(gòu)與性能的影響，發(fā)現(xiàn)隨著La摻雜量的增加，晶