吸波材料铁氧体
铁氧体陶瓷吸波材料

铁氧体陶瓷吸波材料是吸波材料的一种,它是一种烧结型吸收体,一般采用磁导率较高的尖晶石型铁氧体,如NiZn、MnZn体系等。
根据使用频段不同,采用不同磁导率的铁氧体,由于受居里点的限制,铁氧体吸收体不宜应用于200℃以上的高温环境。
现代飞机、舰艇和导弹等作战平台和武器装备,主要依靠外形(结构)设计和材料表面涂层(贴层)这两种方法,来降低其信号的可探测性实现隐身。
其中,外形设计也称赋形,目的是通过结构设计技术改变外形,控制作战平台和武器装备表面的取向,让它们不向雷达发射机或雷达接收机的方向上反射回波;而材料表面涂层,则通过作战平台和武器装备涂覆的吸波(隐身)材料,吸收一些入射电磁波来降低反射回波。
在目前技术条件下,只有在外形设计的基础上,再采用适宜的吸波材料,作战平台和武器装备才能具备良好的隐身特性。
所以说,吸波材料是实现隐身的关键要素之一。
陶瓷吸波材料的研究进展在近年来更是引人瞩目。
不久前,国内媒体就报道了哈尔滨工业大学研制出了一种改进型的陶瓷吸波材料,它的吸波特性更好,能使战机等作战平台有着更强的隐身能力。
那么,什么是陶瓷吸波材料?它为什么就能有更好的特性呢?陶瓷吸波材料属于电介质型吸波材料中的一种,一般可用碳化硅和硼硅酸铝等作为吸收剂,并采用渐变式的多层吸波结构,使入射电磁波在材料表面的反射很小并大多进入材料内部,同时在内部转化成热能而被迅速吸收。
相对于其他吸波材料,通过特殊的结构设计以及控制制备过程中的工艺参数和热处理时间,陶瓷吸波材料有着更突出的物理和化学特性,所以不但耐高温、抗腐蚀、不惧潮湿、稳定性好、膨胀率低、适应波段宽,且涂层薄、密度小、质量轻、强度大、附着力好。
比如此次哈工大研制的陶瓷吸波材料就采用了独特的微纳结构和成分设计技术,使其密度非常低,成为已知陶瓷吸波材料中最轻的一种。
如果用于代替传统的吸波材料将大大减轻隐身战机的重量,增加其载弹量和机动能力,降低其维护保障难度,提高其战力水平。
铁氧体吸波材料研究进展

铁氧体吸波材料的研究进展物理科学与技术学院凝聚态物理罗衡102211013摘要:铁氧体吸波材料是既具有磁吸收的磁介质又具有电吸收的电介质,是性能极佳的一类吸波材料。
本文对铁氧体吸波材料的工作原理、研究进展作了系统的介绍,并指出了铁氧体吸波材料的发展趋势。
关键词:铁氧体吸波材料研究进展0 引言近年来,随着电磁技术的快速发展,电磁波辐射也越来越多的充斥于我们的生活空间,电磁波辐射已成为继噪声污染、大气污染、水污染、固体废物污染之后的又一大公害。
如电磁波辐射产生的电磁干扰(EMI)不仅会影响各种电子设备的正常运行,而且对身体健康也有危害。
在军事高科技领域,随着世界各国防御体系的探测、跟踪、攻击能力越来越强,陆,海、空各军兵种军事目标的生存力,突防能力日益受到严重威胁;作为提高武器系统生存、突防,尤其是纵深打击能力的有效手段之一的隐身技术,正逐渐成为集陆、海、空、天、电、磁五位一体之立体化现代战争中最重要、最有效的突防战术手段。
目前一般采用的手段是利用电磁屏蔽材料的技术,来进行抗电磁干扰和电磁兼容设计,但是屏蔽材料对电磁波有反射作用,可能造成二次电磁辐射污染和干扰,所以最好的解决办法是采用吸波材料技术,因为吸波材料可以将投射到它表面的电磁波能量吸收,并使电磁波能量转化为热能或其他形式的能量消耗而不反射[1-3]。
用于隐身技术的雷达吸波材料已达十几种之多,与透波材料相比,吸波材料研究得更为成熟,其中应用较广的几类吸波材料有铁氧体、金属微粉、纳米吸波材料、导电高聚物和铁电吸波材料等。
在众多吸波材料中,磁性吸波材料具有明显优势,而且将是主要的研究对象。
磁性吸波材料主要包括铁氧体、超细金属粉、多晶铁纤维等几类。
其中金属吸收剂具有使用温度高、饱和磁化强度和磁损耗能力大等特点,但也存在一些自身的缺点:如频率展宽有一定难度,这主要是由于其磁损耗不够大,磁导率随频率的升高而降低比较慢的缘故;化学稳定性差;耐腐蚀性能不如铁氧体等[4];而对于铁氧体来说,除了具有吸收强、吸收频带宽、成本低廉、制备工艺简单等优点外,还因为具有较好的频率特性(其相对磁导率较大,而相对介电常较小),更适合制作匹配层,相对于高介电常数高磁导率的金属粉,在低频率拓宽频带方面,更具有良好的应用前景[5-8]。
聚丙烯泡沫铁氧体复合吸波材料研制及应用

572021年第1期 安全与电磁兼容引言泡沫吸波材料是以高分子发泡材料为基体,与电磁波吸收剂进行复合制备而成的复合材料,广泛应用于电磁兼容、微波暗室等领域[1]。
传统的泡沫吸波材料主要采用通孔聚氨酯泡沫浸渍吸波浆料的工艺制备,存在吸波剂分布不均匀、吸波性能不稳定、长时间使用会老化变形、容易掉落粉尘等问题,并存在一定的消防安全隐患。
随着现代化工技术的发展,高分子发泡材料技术已经得到了广泛应用,例如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、热塑性弹性体材料(TPE)、聚氨基甲酸酯(PU)、聚苯乙烯(PS)等多种发泡材料,常用于填充、粘接、保温、缓冲等用途。
吸收剂涂覆在聚苯乙烯(EPS)泡沫小球上制作成吸波材料[2-4],将电磁波吸收剂与高分子材料进行复合再通过发泡工艺,可制作新型的发泡型吸波材料[5-7]。
PP 基材的发泡吸波材料(EPPA)相对于传统的聚氨酯发泡基材浸渍[8] 及EPS 涂覆型工艺制作的吸波材料具有诸多优点[7]。
由于是采用原位超临界发泡工艺,具有非常均匀的微孔结构[9] ,可以对吸波材料的电磁参数进行精确设计和测试,采用模具成型工艺可以对吸波材料外形进行多样化设计及制造。
因此,新型的EPPA 有望成为取代聚氨酯泡沫的新一代吸波材料,并已经开始进入工业生产及科研领域。
1 复合吸波材料设计原理角锥与铁氧体复合吸波材料外形及多层反射吸收示意如图1,其主要工作原理是在低频时电磁波需要尽量穿透上部的锥形电损耗型吸波材料,底部的磁损耗型铁氧体吸波材料起主要吸收作用;500 MHz 以上频段铁氧体材料的吸收性能变差,锥形吸波材料起主要吸收作用。
复合吸波材料要达到好的宽带、低频吸收性能,必须要控制好锥形吸波材料的吸收剂含量及外形设计,形成与自由空间、与铁氧体吸波材料之间的双重阻抗匹配。
为了提高复合材料的匹配性能,在两种吸波材料中间增加介质匹配层的设计,也是工程上常用的方法[10] 。
改性铁氧体复合吸波材料研究进展

改性铁氧体复合吸波材料研究进展目录1. 内容概览 (2)1.1 研究背景 (2)1.2 研究目的 (3)1.3 研究意义 (5)1.4 国内外研究现状 (6)2. 改性铁氧体吸波材料概述 (7)2.1 铁氧体材料特性 (8)2.2 改性铁氧体吸波材料分类 (9)2.3 改性铁氧体吸波材料制备方法 (10)3. 改性铁氧体吸波材料的性能研究 (12)3.1 电磁屏蔽性能 (13)3.2 吸收性能 (15)3.3 温度稳定性研究 (17)3.4 其他性能研究 (18)4. 改性铁氧体吸波材料的应用研究 (19)4.1 军事领域应用研究 (20)4.2 航空航天领域应用研究 (21)4.3 汽车电子领域应用研究 (22)4.4 其他应用领域研究 (24)5. 改性铁氧体吸波材料的发展趋势及展望 (25)5.1 技术发展趋势 (26)5.2 产业发展趋势 (27)5.3 存在的问题与挑战 (28)5.4 未来研究方向 (29)6. 结论与建议 (30)6.1 主要研究成果总结 (31)6.2 建议与展望 (32)1. 内容概览随着无线通信技术的快速发展,对吸波材料的需求也日益增长。
改性铁氧体作为一种具有优异电磁性能的材料,近年来在吸波材料领域取得了显著的研究进展。
本文将对改性铁氧体复合吸波材料的研究方向、主要研究内容和发展趋势进行概述,以期为该领域的研究者提供参考。
本文将介绍改性铁氧体的基本性质和优点,包括其较高的磁导率、低的介电常数和良好的可塑性等。
本文将重点关注改性铁氧体复合吸波材料的研究进展,包括其制备方法、结构设计、性能优化等方面。
本文还将对改性铁氧体复合吸波材料在射频、微波和毫米波频段的应用进行探讨,以及在5G通信、物联网、雷达等领域的潜在应用前景。
本文将对改性铁氧体复合吸波材料的发展趋势进行展望,包括新型结构设计、高性能基材的选择以及与其他吸波材料的耦合等。
1.1 研究背景随着现代电子技术的飞速发展,电磁波的干扰问题日益突出,对电磁兼容性的需求也日益增长。
吸波材料有哪些

吸波材料有哪些吸波材料是一种可以吸收电磁波能量的特殊材料,广泛应用于通信、雷达、航空航天等领域。
吸波材料的主要作用是减少电磁波的反射和散射,从而降低电磁干扰和提高通信和雷达系统的性能。
目前市场上有许多不同类型的吸波材料,下面将介绍一些常见的吸波材料及其特点。
1. 碳基吸波材料。
碳基吸波材料是一种由碳纳米管、石墨烯等碳材料制成的吸波材料。
这类材料具有良好的吸波性能,能够有效吸收宽频段的电磁波。
同时,碳基吸波材料具有质量轻、耐高温、耐腐蚀等优点,适用于航空航天领域。
2. 铁氧体吸波材料。
铁氧体吸波材料是一种由铁氧体颗粒和聚合物基质组成的复合材料。
这类材料具有较高的磁导率和介电损耗,能够有效吸收微波和毫米波段的电磁波。
铁氧体吸波材料在雷达隐身、电磁兼容等方面有着重要的应用。
3. 多孔吸波材料。
多孔吸波材料是一种具有微孔结构的材料,能够通过多次反射和折射来实现对电磁波的吸收。
这类材料具有较宽的吸波频段和较高的吸波性能,适用于通信基站、无线电设备等领域。
4. 复合吸波材料。
复合吸波材料是一种由多种吸波材料组合而成的复合材料,能够充分发挥各种吸波材料的优点,实现对不同频段电磁波的吸收。
复合吸波材料具有较高的吸波性能和较宽的应用范围,是目前吸波材料研究的热点之一。
总的来说,吸波材料在电磁兼容、雷达隐身、通信保密等领域有着重要的应用,不同类型的吸波材料具有不同的特点和适用范围,科研人员和工程师们需要根据具体应用需求选择合适的吸波材料。
随着材料科学和工程技术的不断发展,相信吸波材料将会在未来发挥更加重要的作用。
maxwell中铁氧体材料

maxwell中铁氧体材料Maxwell中的铁氧体材料是一种具有特殊磁性能的材料,它在现代科技领域中扮演着重要的角色。
铁氧体材料的独特性质使其在许多应用中发挥着关键作用,例如电磁波吸收、电磁传感、医学成像等领域。
铁氧体材料的磁性来源于其晶格结构中的铁离子和氧离子之间的相互作用。
这种相互作用使得铁氧体材料具有高磁感应强度和低磁导率的特点。
由于其良好的磁性能,铁氧体材料被广泛应用于电子设备、通信技术和能源领域。
在电子设备中,铁氧体材料被用作磁芯材料。
磁芯是电子设备中的重要部件,用于储存和传输电磁能量。
铁氧体材料的高磁感应强度和低磁导率使得磁芯能够有效地储存和传输电磁信号,从而提高设备的性能和效率。
铁氧体材料在电磁波吸收和电磁传感方面也发挥着重要作用。
电磁波吸收是指材料对电磁波的能量吸收能力。
铁氧体材料具有优异的电磁波吸收性能,可以有效地吸收电磁波的能量,减少电磁辐射对人体的影响。
因此,在电磁波辐射防护和电磁传感器方面,铁氧体材料被广泛应用。
铁氧体材料还在医学成像领域发挥着重要作用。
医学成像是一种通过使用不同的物理方法来获取人体内部结构和功能信息的技术。
铁氧体材料可以作为造影剂用于磁共振成像(MRI)技术中,通过对铁氧体材料的磁性进行控制,可以增强磁共振信号,从而提高图像的清晰度和对比度。
Maxwell中的铁氧体材料在现代科技领域中具有重要的应用价值。
它的独特磁性能使其在电子设备、通信技术和医学成像等领域发挥着关键作用。
铁氧体材料的应用不仅提高了设备的性能和效率,还改善了人们的生活质量。
相信随着科技的不断进步,铁氧体材料的应用前景将更加广阔。
铁氧体吸波材料
资料整理:夏益民一、电磁辐射防护材料概述与分类电磁辐射防护材料可分为电磁波屏蔽材料和电磁波吸收材料。
电磁波屏蔽材料是指对入射电磁波有强反射的材料,主要有金属电磁屏蔽涂料、导电高聚物、纤维织物屏蔽材料。
将银、碳、铜、镍等导电微粒掺入到高聚物中可形成电磁波屏蔽涂料其具有工艺简单、可喷射、可刷涂等优点,成本也较低,因此得到广泛应用。
据调查,美国使用的屏蔽涂料占屏蔽材料的80%以上,镍系屏蔽涂料化学稳定性好,屏蔽效果好,是目前欧美等国家电磁屏蔽涂料的主流。
导电高聚物屏蔽材料主要有两类,一类是通过在高聚物表面贴金属箔、镀金属层等方法形成很薄的导电性很高的金属层,具有较好的屏蔽效果;另一类是由导电填料与合成树脂构成,导电填料主要有金属片、金属粉、金属纤维、金属合金、碳纤维、导电碳黑等。
金属纤维与纺织用纤维相互包覆可用来制备金属化织物!此类织物既保持了原有织物的特性!又具有电磁屏蔽效能。
电磁波吸收材料指能吸收,衰减入射的电磁波,并将其电磁能转换成热能耗散掉或使电磁波因干涉而消失的一类材料。
吸波材料由吸收剂、基体材料、黏结剂、辅料等复合而成,其中吸收剂起着将电磁波能量吸收衰减的主要作用,吸波材料可分为传统吸波材料和新型吸波材料#传统的吸波材料按吸波原理可分为电阻型、电介质型和磁介质型。
电阻型吸波材料的电磁波能量损耗在电阻上!吸收剂主要有碳纤维、碳化硅纤维、导电性石墨粉、导电高聚物等;金属短纤维、钛酸钡陶瓷等属于电介质型吸波材料;铁氧体、羰基铁粉、超细金属粉等属于磁介质型吸波材料,它们具有较高的磁损耗角正切,主要依靠磁滞损耗、畴壁共振和自然共振、后效损耗等极化机制衰减吸收电磁波,研究较多且比较成熟的是铁氧体吸波材料。
二、铁氧体铁氧体由以三价铁离子作为主要正离子成分的若干种氧化物组成,并呈现亚铁磁性或反铁磁性的材料。
铁氧体是一种具有铁磁性的金属氧化物。
就电特性来说,铁氧体的电阻率比金属、合金磁性材料大得多,而且还有较高的介电性能。
铁氧体陶瓷吸波材料的作用
铁氧体陶瓷吸波材料的作用:要得到高损耗的铁氧体吸收剂,途径有:增大铁磁体的饱和磁化强度;增大阻抗系数;减小磁晶各向异性场;由于共振频率与磁晶各向异性场成正比,所以可以通过改变铁磁体的磁晶向异性场,来实现对材料吸收波段的控制,在实际制备操作过程中可以通过改变材料的成分和制备工艺加以控制。
铁氧体片在如今的电子数码产品中起到了重要作用!解决了RFID、NFC、无线充电、笔记本电脑等隔磁抗干扰上的问题。
什么是铁氧体陶瓷吸波材料?铁氧体陶瓷吸波材料是一种烧结型吸收体,一般采用磁导率较高的尖晶石型铁氧体,如NiZn、MnZn体系等。
根据使用频段不同,采用不同磁导率的铁氧体,由于受居里点的限制,铁氧体吸收体不宜应用于200℃以上的高温环境。
下面一起来看看铁氧体吸波性能的影响因素:1. 1 粒径铁氧体的粒径对其吸波性能有着重要影响。
在一定范围内,粒径越小,铁氧体材料的吸收能力越强。
由于传统的铁氧体的吸波频带和吸收能力受到了极大的限制,工艺也较复杂,通过改变铁氧体的粒径来制备超细铁氧体粉进而增强其性能成为了铁氧体吸波性能研究的新方向。
当粒径在纳米范围时,会出现表面效应,量子尺寸效应,小尺寸效应,介电限域效应等,相对于微米级的铁氧体材料,纳米尺寸的铁氧体吸收能力更强,频带更宽,还能实现轻质化。
尽管纳米铁氧体仍然存在制备困难、颗粒易团聚,成本较高等问题,但仍具有广阔的发展前景。
1. 2 离子掺杂铁氧体材料的相组成对其吸波性能有很大的影响。
采用无磁性的金属离子取代Fe 离子可以有效提高铁氧体的分子饱和磁矩。
1. 3 形貌材料的电磁性能很大程度上依赖于自身的微结构。
铁氧体的形貌一般有针状、棒状、片状等。
针状铁氧体不易成形,易团聚,性能上没有片状及棒状的铁氧体优良,相关研究不多。
棒状铁氧体,具有一定的各向异性,磁性能比针状铁氧体有了很大提高,特别是纳米级的棒状铁氧体。
片状结构是电磁吸波材料的最佳形状,六方晶系磁铅石型铁氧体是性能很好的吸波材料,既具有片状结构,又有较高的磁损耗正切角,还具有较高的磁晶各向异性等效场。
铁氧体陶瓷吸波材料是什么
铁氧体陶瓷吸波材料是什么?铁氧体陶瓷吸波材料是一种烧结型吸收体,一般采用磁导率较高的尖晶石型铁氧体,如NiZn、MnZn体系等。
根据使用频段不同,采用不同磁导率的铁氧体,由于受居里点的限制,铁氧体吸收体不宜应用于200℃以上的高温环境。
本文中主要要为大家介绍的是铁氧体的分类。
按照晶体结构的不同,铁氧体可分为尖晶石型、石榴石型和磁铅石型3 种主要类型,它们均可用作吸波材料。
1. 1 尖晶石型铁氧体尖晶石型铁氧体,是指晶体结构与天然矿物尖晶石具有类似晶体结构的铁氧体,其属于立方晶系,晶体的对称性高,晶体磁各向异性小,因此其磁特性最软。
其化学分子通式为MFe2O4,其中M 一般是2价的离子。
尖晶石型铁氧体的晶体结构如图1 所示,以O离子为骨架构成面心立方密堆积,由氧离子构成的空隙分为四面体间隙和八面体间隙。
四面体间隙由4个O离子构成,如图1中8个小立方体的体心位置又称为A位置;八面体间隙由6个O离子中心连线构成的8个三角形平面包围而成,图1中8个小立方体中O离子没有占据的顶角位置,又称为B位置。
该间隙较大,只可容纳离子半径较大的金属。
1. 2 石榴石型铁氧体石榴石型铁氧体指的是一种与天然石榴石具有类似晶体结构的铁氧体,属于立方晶系,具有重要的磁性能。
1. 3 磁铅石型铁氧体磁铅石型铁氧体就是和天然矿物磁铅石具有类似晶体结构的铁氧体,它以自己高的矫顽力、稳定的化学性能、比较大的饱和磁化强度、优良的性能价格比在永磁材料中占有很重要的地位。
磁铅石型铁氧体属于六角晶系,沿六角晶轴方向交替地出现六角和立方密堆积结构,分子式为MFe12O19,M为2价金属离子。
南京昊王电子材料有限公司成立于2006年,公司坐落于南京江宁经济技术开发区,主要为航天科工集团,航天科技集团及中电科技集团等相关科研院所提供稀土原料,化工原料及碳化硅吸收材料,是相关科研院所的合格供应方。
公司生产的碳化硅吸收材料主要用于微波吸收负载,微波暗室,暗箱。
通讯波段吸光材料
通讯波段吸光材料
通讯波段吸光材料是指在通信频率范围内具有较高吸收能力的材料。
通信波段一般指射频和微波波段,包括无线电通信、雷达通信等。
常见的通信波段吸光材料主要有以下几种:
1. 吸波材料:吸波材料具有较高的吸波性能,能有效减少波段内的信号反射和散射。
常用的吸波材料有吸波涂料、吸波涂层、吸波胶带等,可以用于各种通信设备的外壳或天线罩。
2. 铁氧体材料:铁氧体材料在通信波段内有较好的磁导率和介电常数,能够吸收电磁波的能量。
铁氧体材料通常用于天线罩、隔离窗等部件。
3. 碳纳米管材料:碳纳米管是一种具有很高的电导率和热导率的材料,具有优秀的吸波性能。
碳纳米管材料可以用于制备吸波膜、吸波复合材料等,用于通信设备的阻尼材料。
4. 金属材料:金属材料在通信波段内有较高的反射性能,可以将信号反射回原路,形成波束。
常见的金属材料有铝、铜、钢等,可以用于制作天线、波导等部件。
这些通讯波段吸光材料在不同的应用场景中起着重要作用,可以提高通信设备的性能和效果。
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铁氧体吸波材料
姓名:徐建康学号:12271240053
摘要:铁氧体是一种具有铁磁性的金属氧化物。
就电特性来说,铁氧体的电阻率比金属、合金磁性材料大得多,而且还有较高的介电性能。
铁氧体的磁性能还表现在高频时具有较高的磁导率。
铁氧体被广泛用于军事战争武器的“隐身”的电磁波吸波材料, 即吸波材料是武器装备的重要材料之一。
吸波材料可以大幅降低飞行器的雷达散射截面。
从而提高其生存防御能力和总体作战性能。
自20 世纪60 年代以来, 吸波材料受到了更多的关注, 成为国军方研制的热点。
采用了吸波材料的军事装备在冷战期间和冷战后的局部战争如海湾战争、科索沃战争、伊拉克战争中大放异彩。
一、材料吸波的原理
吸波材料通过将电磁波转换为热能或其它形式的能量实现对入射电磁波的
有效吸收。
在具体评价吸波材料的吸波性能时, 需要同时考虑衰减特性和阻抗匹配特性。
衰减特性是指尽量提高材料电磁参数的虚部以损耗更多的入射电磁波, 而阻抗匹配特性是指通过创造特殊的边界条件, 使入射电磁波在材料介质表面的反射最小而尽可能多地进入材料内部。
目前一般使用反射率R 的频宽来表示材料的吸波性能。
根据传输线理论,电磁波由阻抗为Z0的自由空间垂直入射到阻抗为Z的介质材料表面时, 反射率R(dB)为:
R=(Z-Z0)/(Z+Z0)
其中: ε0和μ0分别为自由空间的复介电常数和复磁导率;ε和μ分别为材料的相对复介电常数和复磁导率。
二、铁氧体的吸波性质
铁氧体具有价格低廉、制备工艺简单、吸波性能好等特点,是目前研究较多且比较成熟的吸收剂。
铁氧体对电磁波的损耗同时包括介电损耗和磁损耗,其中最主要的损耗机制为剩余损耗中的铁磁自然共振吸收。
铁氧体吸波材料通常可
分为立方晶系尖晶石(AFe
2O
4
)、稀土石榴石型(R
3
Fe
5
O
12
)和六角晶系磁铅石型
(AFe
12O
19
)等三种,其中六角晶系铁氧体因具有片状的结构、较高的磁晶各向异性
场H k以及具有较高的自然共振频率fm, 成为优异的高频段微波吸收材料. 不同的六角晶系铁氧体具有不同的频率特性和温度稳定性,其中M 型和W 型铁氧体的自然共振频率较高,而Z 型和M型的温度稳定性较好。
Ba 系M、W 和Z 型六角铁氧体是目前国内外研究较多的铁氧体吸收剂。
铁氧体的吸波性能主要取决于其组分配方、制备工艺和形貌等。
研究发现,改变Ba-M 型铁氧体中掺杂物Ti 和Mn 的含量,可以改变其μ,从而在很大程度上达到阻抗匹配的目的。
采用Co、Ti取代部分Ba 铁氧体,可以破坏铁氧体的结晶过程,从而影响其磁性能和吸波性能。
在铁氧体中适量掺杂部分其它稀土元素如La、Ce、Nd、Sm 或Dy 等,都可以提高铁氧体在高频段的吸波性能,并拓宽其吸收频带。
由于铁氧体具有良好的频率特性,磁导率较高、介电常数较小,适合用作匹配层,在低频段拓宽频带方面具有良好的应用前景。
然而铁氧体的温度稳定性较差、密度很高,限制了其在隐身飞行器中的应用。
为了克服这些不足,一般通过将铁氧体与碳材料、高分子和其它磁损耗吸收剂复合。
将铁氧体与密度低、电损耗的碳材料或导电高聚物复合,不仅可以大幅降低材料的密度,还可拓宽其吸波频带,提升吸波性能。
Wu 等[35]的研究表明,将竹炭与铁氧体复合后材料呈现超顺磁性,其吸波性能比单一的竹炭或铁氧体都要强。
采用聚苯胺(PANI)包覆铁氧体颗粒,结果表明, PANI 与铁氧体之间存在化学键合作用,其吸波性能与被包覆铁氧体的含量关系密切,当铁氧体的质量百分含量为15%时材料的吸波性能最佳。
三、铁氧体的制备
根据铁氧体结晶构造和形态,制备工艺大致分为:多晶铁氧体生产工艺;单晶铁氧体制造工艺;铁氧体化学工艺及其他特种工艺。
3.1多晶铁氧体生产工艺
类似陶瓷工业中常用的烧结过程,包括如下步骤:经固相反应形成铁氧体的金属氧化物或碳酸盐或其他化合物,在混合均匀之后,经球磨、干燥,压成特定的形状。
在大约1000°C的温度下进行预烧后,再一次充分研磨和混合。
加入适量的粘合剂,压成所要求的形状或者作为塑性物质挤压成管状、棒状或条状。
然后在1200~1400°C温度下烧结,准确的温度取决于所需的铁氧体特性。
在最后的烧结过程中,炉膛中的环境条件起有重要的作用。
3.2单晶铁氧体制造工艺
与非金属单晶生长大致相同。
Mn-Zn和Ni-Zn系铁氧体单晶生长一般是采用布里兹曼法,即把多晶铁氧体放入铂坩埚里熔融后,在适当的温度梯度电炉中使坩埚下降,从坩埚底部慢慢固化生成单晶。
为了使熔融状态下形成的氧分压达到平衡,晶体生长时在炉膛内需要加几个乃至100个MPa的氧分压。
3.3铁氧体化学工艺
亦称湿法工艺,有时还称为化学共沉淀法。
专门制备较高性能铁氧体的工艺方法,又可分成中和法和氧化法。
其过程是:先将制备铁氧体时所需的金属元素,配制成一定浓度的离子溶液,然后根据配方取适量溶液进行混合,通过中和或氧化等化学反应生成铁氧体粉末,其后工艺过程与前面介绍的相同。
3.4铁氧体多晶薄膜制造
如垂直磁化的钡铁氧体薄膜,采用新型的对向靶溅射装置进行溅射。
制备石榴石单晶薄膜,多采用在单晶基板上进行气相或液相外延法,其具体工艺过程同半导体单晶薄膜的外延方法极为相近。
3.5非晶铁氧体的制备
当前是采用超急冷方法和溅射法,所谓超急冷法即把铁氧体原料和适量的类金属元素混合后,在高温熔融状态下,骤然施行大温度梯度的超急冷却的方法。
这方面的研究工作刚刚开始,制品的性能还不甚理想。