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羰基铁粉作为吸波材料因其吸收强且成本低廉、磁导率和介电常数较大等特点,在高于厘米波段的微波频带内使用,是一种很好的电磁波吸收剂,在吸收材料领域得到了广泛应用。然而羰基铁粉具有不耐氧化,密度高等缺点。随着科技的进步,为适应实际需求对吸波材料提出更高性能的要求,理想吸波材料应满足涂层薄,密度低,吸收带宽,耐极端条件。羰基铁的缺点严重制约了其在吸波领域的应用。本文针对羰基铁的以上缺点,采用点蚀法制备出空心的羰基铁微球,通过化学镀法包覆钴层,制备出轻质、高温抗氧化的化学镀钴空心羰基铁微球,并对其表面形貌、物相组成、抗氧化性、静磁性能进行了表征,并研究了其电磁参数及吸波特性。 通过对羰基铁微球使用pH=1.5的稀盐酸超声清洗3min进行表面预处理,空心化过程中采用超声分散处理,以磁铁分离法收集可获得形貌较好的空心羰基铁微球。研究了羰基铁微球的空心化过程,制备得到的空心微球具有开放的中空结构,其松装密度降低了15.02%。 以硫酸钴和次亚磷酸钠为主盐和还原剂,采用化学镀工艺,对空心羰基铁微球进行包覆。文章中研究了pH调节剂、钴源离子浓度、还原剂的浓度、反应温度、pH值对镀层的影响,确定了最佳工艺条件:硫酸钴20g/L,次亚磷酸钠25g/L,柠檬酸钠50g/L,氯化铵40g/L,氨水调节pH=9.5,反应温度90℃。包覆后的空心微球具有良好的抗氧化性,其饱和磁化强度为113.58emu/g,矫顽力为53.55Oe,展现出了良好的软磁特性。 所制备空心羰基铁微球粉体与石蜡以7:3的比例混合制成复合吸波材料,采用矢量网络分析仪测量其电磁参数并计算反射损耗。结果表明,因钴层的包覆,增加的界面极化使得复介电常数大大提高。然而由于钴的磁性弱于铁,化学镀钴空心羰基铁微球的复磁导率略有下降。化学镀钴空心羰基铁微球在匹配厚度为5mm时,可以达到最佳反射损耗值-19.5dB,反射损耗<-10dB的频率分布为9-12.5GHz,频宽为3.5GHz。