改性羰基铁粉-氯丁橡胶复合薄膜的制备及吸波特性

摘要

本文采用湿法预处理对羰基铁粉表面进行硅烷偶联剂改性，采用直接共混法制备了改性羰基铁粉-氯丁橡胶复合薄膜吸波材料；根据电磁波传输特性和阻抗匹配原理设计制备了三层复合薄膜。通过X-射线衍射、振动样品磁强计、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、矢量网络分析等手段对材料的结构和性能进行了分析，并对吸波机理进行了初步探讨。
　　选用乙烯基三甲氧基硅烷对使用的羰基铁粉进行表面有机改性，研究表明：偶联剂低聚物覆盖在羰基铁粉表面降低了颗粒的团聚程度，增加了与氯丁橡胶的润湿性。改性后矫顽力和剩余磁化强度略有增大，饱和磁化强度略有减小，对羰基铁粉磁性能的影响不大，但改性后羰基铁粉复介电常数减小，与空间阻抗的匹配性得到改善，有利于电磁波进入材料内部而损耗。
　　在成膜体系中加入有机膨润土防沉剂后，形成触变网络结构，羰基铁粉在氯丁橡胶中的分散性得到改善，使单层复合薄膜正反两面吸收效果趋于相同，薄膜的均一性增强。
　　实验制备的改性羰基铁粉-氯丁橡胶单层复合薄膜厚度为0.68mm、面密度为1.3kg·m-2时，有最大吸收-22.67dB，吸收率大于-8dB的频带宽度达到4.55GHz；设计制备了由透波层、过渡吸收层和强磁损耗层组成的三层复合薄膜，透波层添加少量石墨减少了电磁波的镜面反射，起到阻抗匹配的效果；过渡吸收层由石墨和改性羰基铁粉混合以调解电磁参数与强磁损耗层组成磁损耗渐增结构，增加电磁波的损耗。制备的三层复合薄膜厚度为0.64mm、面密度为0.71kg·m-2时，2～18GHz频率范围内出现两个吸收峰，13.88GHz达到最大吸收-13.45dB，吸收率大于-8dB的频带宽度达到5.51GHz。采用透波层、过渡吸收层和强磁损耗层组成的三层复合薄膜有利于对电磁波的吸收。
　　经外加磁场磁化处理的单层复合薄膜磁各向异性增强，使磁性颗粒磁矩规则排列，垂直磁化使薄膜的吸波性能显著增强，关于磁化处理对复合薄膜吸波性能的影响规律还需要在以后的工作中进一步研究。

目录

改性羰基铁粉-氯丁橡胶复合薄膜的制备及吸波特性

PREPARATION AND MICROWAVE ABSORBING PROPERTIES OF MODIFIED CARBONYL IRON POWDER-POLYCHLOROPRENE COMPOSITE FILMS

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 课题的目的及意义

1.2 吸波材料的主要性能及应用

1.3 有机-无机复合薄膜制备

1.4 微波与吸收材料相互作用原理

1.5 本课题主要研究内容

第2章 实验材料及方法

2.1 实验材料、化学试剂和实验仪器

2.2 改性羰基铁粉的制备和表征

2.3 改性羰基铁粉电磁性能测试

2.4 改性羰基铁粉-氯丁橡胶复合薄膜的制备和表征

第3章 改性羰基铁粉的制备及性能分析

3.1 改性羰基铁粉的制备

3.2 改性羰基铁粉的表征

3.3 羰基铁粉的电磁性能测试及分析

3.4 本章小结

第4章 复合薄膜的制备及其吸波性能研究

4.1 单层复合薄膜的制备和性能表证

4.2 磁化处理单层复合薄膜的吸波性能

4.3 三层复合薄膜的吸波性能和吸波机理初探

4.4 本章小结

结 论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

哈尔滨工业大学硕士学位涉密论文管理

致 谢