Zn2+和La3+掺杂W型钡铁氧体吸波材料的制备及其电磁性能的研究

摘要

铁氧体吸波材料具有吸收强,阻抗匹配良好,吸收频带宽,成本低廉,制备工艺简单等优点,是一种优良的磁性吸波材料。但吸收体厚度较大且低频下吸波性能不好等问题阻碍了其在吸波领域更广泛的应用。为了改善以上不足,本文中选择了六角晶系铁氧体中的W型钡铁氧体BaNi2Fe16O27为研究对象,研究了其配方和制备工艺以及离子掺杂种类和掺杂量对铁氧体电磁参数和吸波性能的影响,具体研究内容及结论如下:
　　第一章主要介绍了铁氧体吸波材料的研究概况和主要分类,W型铁氧体的简单介绍以及本课题的研究背景和研究意义。
　　第二章主要介绍W型钡铁氧体的一些常用制备方法以及样品结构的表征。本章详细介绍了我们所采用的材料制备工艺(溶胶凝胶法),并用X射线衍射仪(XRD)测试样品的结构,对制备的样品进行物相分析,测试结果表明,制备完整的W型钡铁氧体的最佳工艺条件为:铁元素与钡元素的比在15.7～15.1之间,本实验中选择的是15.4,样品先在450度下保温3小时进行预处理,然后在1280度下保温3小时进行高温烧结。
　　第三章主要介绍了Fe元素含量(BaNi2FenO27)对W型钡铁氧体磁性的影响以及Zn2+掺杂(BaNi2-xZnxFe15.4O27)和La3+掺杂(Ba1-yLayNi2Fe15.4O27)对W型钡铁氧体磁性的影响。研究结果得出的结论是:Fe元素的含量对W型钡铁氧体的结构有着显著的影响,而且缺铁配方有利于W型钡铁氧体结构的形成;随着Zn2+掺杂量的增加,样品的饱和磁化强度有所增加,矫顽力有所减少,这与 Zn2+属于非磁性离子有关;随着La3+掺杂量的增加,样品的饱和磁化强度和矫顽力均没有发生显著的变化,说明稀土元素的掺杂不能明显的改善W型钡铁氧体的磁特性,而且通过XRD图我们可以知道,在本实验条件下La3+的最大掺杂量为y=0.20。
　　第四章主要介绍了样品吸波性能的测试方法,主要研究了Fe元素含量对W型钡铁氧体吸波性能的影响以及Zn2+掺杂和La3+掺杂对 W型钡铁氧体吸波性能的影响。研究结果得出的主要结论是:在铁元素的含量n=15.4时,铁氧体的损耗最大,匹配厚度 d=3mm时,铁氧体的吸波性能最佳;Zn2+掺杂能够有效的改善 W型钡铁氧体介电损耗和磁损耗能力,而La3+掺杂能够有效的改善W型钡铁氧体介电损耗能力,其磁损耗能力却得不到明显的改善;Zn2+掺杂和La3+掺杂能够明显的改善W型钡铁氧体微波吸收性能,而且,通过改变 Zn2+和La3+的掺杂量,也可以改变铁氧体的吸收频带。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 常用吸波材料简介

1.2 铁氧体吸波材料的研究概况和主要分类

1.3 W型铁氧体吸波材料

1.4 课题研究背景及主要内容

2 W型钡铁氧体的制备及样品结构表征

2.1 常见合成方法

2.2 实验药品及设备

2.3 实验样品的制备

2.4 样品结构表征

3 Zn2+及La3+掺杂对W型钡铁氧体磁性的研究

3.1 Fe含量对W型铁氧体磁性的影响

3.2 Zn2+掺杂对W型铁氧体磁性的影响

3.3 La3+掺杂对W型铁氧体磁性的影响

4 Zn2+及La3+掺杂对W型钡铁氧体吸波性能的研究

4.1 样品吸波特性的测试方法

4.2 Fe含量对W型铁氧体吸波性能的研究

4.3 Zn2+掺杂对W型铁氧体吸波性能的研究

4.4 La3+掺杂对W型铁氧体吸波性能的研究

5 结论

致谢

参考文献