FeSiCr片状微粉的制备、结构和吸波性能的研究

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在电子工业和科学技术高速发展的背景下,电磁波的使用和外泄日益增多。电磁波辐射会造成电磁干扰,不仅会影响电子设备的正常工作而且会对人的身体健康造成危害,已经成为一种新的社会公害。使用吸波材料如铁氧体或者磁性金属,能够将电磁波的电磁能转化为热能散失,从而有效的减小电磁干扰。金属软磁合金具有高的饱和磁化强度,在微波段磁导率较高,同时Snoek所达到的极限值高于铁氧体,而且居里温度较高,所以目前金属软磁合金作为吸波材料具有很好的使用价值。Cr可以增加合金电阻率,降低磁各向异性,提高材料的塑性有利于扁平化处理。现在FeSiCr作为一种吸波材料已经广泛应用在雷达、移动电话、局域网等领域。本论文中,在FeSi合金中添加Cr,通过机械合金化法制备了Fe85Si15-xCrx(x=0,2.4,4.4wt%)片状微粉,另外一种是熔炼、破碎、球磨制备Fe86.5-xSi13.5Crx(x=0,4,8,12at%)合金微粉。主要研究了片状微粉的微观形貌、微观结构、电磁参数和在0.5-18GHz频段内的吸波性能。对于Fe85Si15-xCrx合金而言,当Cr为2.4wt%时,在4GHz处,d=1.5mm时,出现最小反射率-10dB。因此机械合金化法制备的Fe85Si15-xCrx的Cr含量要适当。在真空感应熔炼炉中,制备Fe86.5-xSi13.5Crx(x=0,4,8,12at%)母合金。球磨60h后,分析合金的粉末的形貌、微结构,测试0.5-18GHz范围内的电磁参数及在300K下磁场强度2T内的磁性能。球磨60h后,粉末尺寸小于1um,晶粒尺寸小于100nm,得到很好的细化。当Cr含量为8%时,出现超点阵的Fe3Si相,同时粉末完全非晶化,晶化温度为685K。随着Cr含量的增加,Ms、Hc都有减小的趋势。当Cr含量为8%,d=2mm时,在8.5GHz处吸波性能最好并达到-15.5dB,并且具有宽频特性,是一种良好的吸波材料。
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