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吸波材料广泛应用于治理电磁辐射,对雷达波的隐身技术等。为满足吸波材料强吸收、宽频、低密度的要求,通过对材料的掺杂,材料之间的复合,得到符合要求的电磁参数,是目前纳米吸波材料的主要研究方向。 M型钡铁氧体(BaFe12O19)作为六角晶系铁氧体,具有较大的磁晶各向异性性能,较高的居里温度,相对较大的磁饱和强度,出色的化学稳定性和耐腐蚀性,使它成为一种有前景的制作永久磁铁,高频磁记录和微波吸收剂的材料。过渡金属对钡铁氧体的掺杂可以改变它的磁性能,材料可能会有更好的吸波性能。尽管如此,钡铁氧体主要依靠磁共振吸收电磁波,因此吸收频带比较窄;同时存在密度大、介电常数较小的缺点,这些因素都限制了钡铁氧体吸波材料的广泛应用。 聚苯胺(PANI)作为导电聚合物具有化学稳定性高,合成简单,成本低等特点被广泛应用到电子产品、信息行业、吸波材料等领域。虽然聚苯胺作为微波吸收材料介电损耗较大,但是阻抗匹配不理想。然而最近的一些研究发现将钡铁氧体与聚苯胺组成复合材料,可以弥补彼此的缺点,获得更好的吸波性能。钛作为一种过渡元素,对钡铁氧体的掺杂不仅可以改变磁性能,还可以改变钡铁氧体/聚苯胺复合材料的电磁性能,影响复合材料的吸波性能。 本实验首先采用溶胶凝胶法制备钛掺杂的钡铁氧体,然后通过原位聚合法合成钛掺杂钡铁氧体/聚苯胺纳米复合材料。制得的纳米复合材料通过 XRD,红外光谱,扫描电镜,矢量网络分析仪表征。 结果分析表明:钛离子的掺入没有改变钡铁氧体的晶格结构,但是颗粒大小发生了明显的变化,其粒径随着钛离子的掺入先变小后变大。复合材料中聚苯胺的红外光谱相对于聚苯胺单体有轻微的蓝移,说明他们之间有化学键合作用。钡铁氧体/聚苯胺复合材料由于钛离子的掺入吸波性能提高了,其中BaFe11.6Ti0.4O19/PANI具有最佳的吸波性能,当涂层厚度为2mm时,它在14.8GHz处的反射损耗达到了-42.9dB;同时,通过改变吸波涂层的厚度,可以使该材料在比较宽的频带对电磁波有效吸收(反射损耗<-10dB),证明钛掺杂可以作为提高钡铁氧体聚苯胺复合材料吸波性能的一条有效途径。