镍钴铁氧体的制备及吸波性能研究

摘要

铁氧体作为一种典型的铁磁性物质，人们对其磁性能的探究已非常深入，在数据记录、信号传播、数字通信等领域都有十分广泛的应用，但是它作为一种吸波材料，尤其是在高频下的应用却仍有许多难题尚未攻克。理想的吸波材料应具备：质量轻、频幅宽、密度低、厚度薄、成本低等特点，因此本文一方面优化了制备镍钴铁氧体的途径，使得制备工艺更加简单，另一方面也提高了它在磁性和吸波方面的性能，主要研究内容包括：
　　首先，研究制备方法对铁氧体的影响。以氧化镍、氧化钴和铁粉为原料，分别采用微波辅助球磨法、搅拌球磨法、纯微波法和行星球磨法制备镍钴铁氧体。最终的分析结果显示只有通过微波辅助球磨法才能成功合成目标物质，另外三种方法都因为缺少相应的后续处理（如高温退火、烧结）而没有得到镍钴铁氧体。然后利用谢乐公式、JIADE软件，经过扣除背底等精修方式处理以后，最终发现所获得的铁氧体平均晶粒尺寸约为15nm。
　　为了进一步分析目标物质的结构、形貌，在本实验中采用透射电镜开展下一步研究。通过透射及 SEAD图片得知，镍钴铁氧体的平均晶粒尺寸为15nm左右，进一步辅证了上面的结论。另外我们从 TEM图中看到了大量的团簇结构，经研究分析，该团簇对材料的磁性有很大的影响。
　　铁氧体最重要的性能之一是磁性能，所以本文亦对它的磁性能，如饱和磁化强度、矫顽力和净磁矩进行了分析，通过研究发现，镍钴铁氧体的磁性随着镍钴元素比例的变化呈现出有规律的变化。随着镍含量的增加，三个参数均减小，这跟镍钴离子本身的占位有很大的关系。之后又综合研究了掺杂稀土元素(Nd）对镍钴铁氧体结构、形貌、磁性等相关性能的影响，并与前文形成对比，发现随着元素添加量的增加，物质形貌和磁性能发生了有规律的变化。
　　最后深入探讨了镍钴铁氧体相对介电常数和相对磁导率随频率、厚度变化的情况，并判断材料主要的损耗类型，最终发现了以下规律：1、介电常数和磁导率的实部和虚部都随着镍含量的增加而呈现上升的趋势；2、随着厚度的增加，材料的最佳频率点向低频方向移动。此外，从结果中发现 Ni0.5Co0.5Fe2O4在5-16GHz的频率内的反射值大都在-10dB以下，并且 Ni0.8Co0.2Fe2O4在频率为11.52GHz，厚度为2.5mm时，反射值可达到-36.2dB，表明其吸收率已经达到99.99％，充分说明了镍钴铁氧体作为吸波材料的优越性以及巨大的潜力。

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第1章 绪论

1.1 铁氧体吸波材料的研究意义

1.2 铁氧体吸波材料的发展历程

1.3 新型吸波材料

1.4 铁氧体吸波材料的制备方法

1.5 铁氧体吸波材料的损耗机理

1.6 影响吸波材料性能的因素

1.7 论文研究背景及内容

第2章 实验试剂及表征

2.1 化学试剂

2.2 仪器设备

2.3 材料表征及性能检测

第3章 Ni-Co铁氧体的制备及性能研究

3.1 前言

3.2 镍钴铁氧体（x=0.2,0.5,0.8）的制备

3.3 镍钴铁氧体的制备及结果分析讨论

3.4 掺杂稀土元素对镍钴铁氧体的影响

3.5 小结

第4章 镍钴复合铁氧体吸波性能的研究

4.1 前言

4.2 样品制备

4.3 结果与讨论

4.4 小结

结论

研究展望

参考文献

致谢

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