铁镍合金复合材料的制备以及在高频领域中的应用

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:colala2001
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铁镍合金以其具有较高的磁导率,饱和磁化强度,低的矫顽力等特性被广泛应用于变压器、磁感器、转换器、微波屏蔽吸收材料等方面。针对不同的应用领域,就需要选择不同物质与铁镍合金进行复合来达到应用要求。对于需要高频低损耗的材料,通过一系列表征与性能测试发现:一方面,借助硅烷偶联剂对微米尺寸大小的铁镍合金的作用,经过连续三次活化包覆得到的Fe-Ni@SiO2包覆效果理想,μ’仅有4.1,但材料的涡流损耗最小,表现在高频范围内品质因子最大。另一方面,通过水热法合成质量配比不同的FeNi3/NiZn-ferrite纳米复合颗粒,得到的在FeNi3核周围的成核生长的镍锌铁氧体粒径大小不同,包覆效果也有差异。其中质量比为8:1的FeNi3/NiZn-ferrite纳米复合材料具有相对较高的饱和磁化强度(87.6 emu/g)和最低的矫顽力(100 Oe)。在高频条件下,μ’保持在11.8,品质因子相对也最高,证明它的损耗最小。对于需要高频高损耗的吸波材料,研究发现,当实验中TEOS添加1 mL时,生成的FeNi3@SiO2氧化硅厚度为25 nm左右,此时材料能够达到最优的吸波性能,最大吸收强度为-24.9 dB。将它进一步后续处理,使用低Co2+浓度合成的FeNi3@CS-2复合材料,硅酸钴片层与FeNi3核中间形成中空结构,使得它的比表面积更大。当这种材料吸收层厚度为1.2 mm时,在频率为12.4 GHz时,达到最强吸收强度-22.7 dB,损耗超过-10 dB的频带宽为3.1 GHz。使得吸波材料厚度更薄,频带更宽,吸收更强。以FeNi3/NiZn-ferrite为原料引入无定形碳生成的FeNi3/NiZn-ferrite/C1结构改变最少,它在高频条件,对电磁波表现出更强的介电损耗以及磁损耗,其中当吸收层厚度为1.2 mm时,不仅吸收强度更大(-16.9dB),吸收带宽也更宽(4.2 GHz)。
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