电损耗型吸波材料的掺杂与性能研究

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随着科技的进步,电子技术得到快速发展,人们的生活中面对的电磁辐射不断增多,电磁干扰对民用电子器件的应用和军用国防事业都产生了影响。吸波材料能够减小和消除电磁干扰,因此,为了适应民用电子工业和现代战争的需要,研究吸波材料成为世界各国的研究热点。本文以钙钛矿型锰酸钙为研究对象,通过对ABO3结构中的A/B位进行单独掺杂和共同掺杂,研究掺杂含量与电磁参数变化的关系,从而获得性能良好的掺杂镧、钴元素的锰酸钙吸波材料。分别采用化学共沉淀法、柠檬酸溶胶凝胶法和高温固相法制备了纯锰酸钙材料。化学共沉淀法合成的纯锰酸钙物相纯净,其他两种方法制备得到的纯锰酸钙则含有不同量的钙、锰元素的氧化物杂质;三种方法制备的纯锰酸钙的结构均为不规则颗粒状,其中用化学共沉淀法制备的锰酸钙中的不规则颗粒堆垛在一起呈球状。化学共沉淀法制备的纯锰酸钙的电磁损耗性能最好。对锰酸钙结构中的A/B位的Ca和Mn进行La、Co元素单独替代和共同替代,研究掺杂镧、钴元素含量对锰酸钙晶格和电磁性能的影响。对比分析结果表明,不论是单掺还是共掺,A位置的La元素替换对锰酸钙的电磁参数影响较大,而B位置的Co元素对Mn元素的替代则影响相对较小;其中掺杂对复介电常数的影响较复磁导率的影响要大很多。元素的掺入使得锰酸钙具有更强的介电极化作用以及较低的磁共振频率,改善了锰酸钙的电磁吸波性能。除了Co元素单独掺杂的电磁吸波性能一般外,La元素单掺和共掺得到的吸波性能都很好,最大反射损耗能到达-40dB,适合用于制作吸波材料的吸收剂。
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