LaSrMnO与纳米Fe、Ni粉复合材料微波吸收性能研究

摘要

本文较系统地研究了A位掺Sr、纳米金属粉和La0.6Sr0.4MnO3/纳米金属粉复合体系的微波吸收特性。 用溶胶-凝胶法制备了La1-xSrxMnO3纳米粉体，用物理共混法制得La0.6Sr0.4MnO3/纳米金属粉复合材料。对La0.6Sr0.4MnO3样品干凝胶的DSC-TGA和不同热处理温度下的FT-IR分析表明，纳米晶的形成过程分为剩余水分的蒸发、EDTA的分解、醋酸根离子和硝酸根离子的分解、钙钛矿晶型的形成四个阶段。XRD分析表明，La1-xSrxMnO3为单一钙钛矿结构。SEM分析表明La1-xSrxMnO3颗粒形状不规则，粒子尺寸约70nm，金属Fe粉和Ni粉成规则球状，平均粒径分别为40nm、20nm。用圆柱体法测量所有样品的室温电阻率，结果表明，样品电阻率均处于半导体范围内。 用微波矢量网络分析仪测量了样品在2-18GHz范围内的复介电常数和复磁导率，并计算了损耗因子和微波反射率。结果表明，Sr含量x对La1-xSrxMnO3微波吸收性能的影响很大，当x=0.4、样品厚度为2.3mm时，10dB有效吸收带宽达到2.15GHz，最大吸收值为13.9dB；对纳米Ni粉，样品厚度为2.4mm时，10dB以上吸收带宽达到1.6GHz，最大吸收值为12dB；当纳米Fe粉样品厚度为2mm时，10dB以上吸收带宽达到1.9GHZ，最大吸收值为12.8GHz；对La0.6Sr0.4MnO3/纳米Fe粉复合体系，当La0.6Sr0.4MnO3质量比为40％、样品厚度为1.8mm时，10dB以上吸收带宽达到5.7GHz，最大吸收值为23.4dB；当La0.6Sr0.4MnO3质量比为40％、厚度为1.8mm时，La0.6Sr0.4MnO3/纳米Ni粉样品10dB以上吸收带宽达到3.9GHz，最大吸收峰为38.5dB。 对材料的微波损耗机制分析表明，La1-xSrxMnO3微波损耗主要来自介电极化损耗和磁损耗的共同作用；纳米金属粉的微波损耗主要是磁损耗的作用。La0.6Sr0.4MnO3/纳米金属粉复合体系中介电损耗和磁损耗并存且有竞争，这可能是复合样品内部同时存在铁磁团簇和反铁磁团簇，铁磁团簇数量影响磁损耗，而反铁磁团簇数量影响介电损耗，它们对不同频率的响应导致了介电损耗和磁损耗的交替作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2吸波材料研究现状与发展趋势

1.2.1超微磁性金属粉吸波材料

1.2.2陶瓷吸波材料

1.2.3视黄基席夫碱盐吸波材料

1.2.4铁氧体吸波材料

1.2.5等离子体吸波涂料

1.2.6高分子聚合物吸收剂

1.2.7纳米吸波材料

1.2.8手性吸波材料

1.2.9稀土吸波材料

1.3掺杂LaMnO3体系的晶体结构与电磁特性

1.3.1掺杂LaMnO3体系的晶体结构

1.3.2掺杂LaMnO3体系的电导特性

1.3.3掺杂LaMnO3体系的磁性

1.4本论文的主要工作

第二章吸波材料的理论基础

2.1复介电常数 复磁导率 损耗因子

2.1.1复介电常数 介电损耗角正切

2.1.2复磁导率 磁损耗角正切

2.2用等效电路描述吸波材料的物理实质

2.2.1 RC与RL电路及损耗因子

2.2.2材料的复介电常数与复磁导率

2.3电磁损耗微观机制

2.3.1磁损耗型机制

2.3.2电损耗型机制

2.4吸波涂层的吸收原理

2.5本章小结

第三章Sr掺杂LaMnO3及La0.6Sr0.4MnO3／金属粉的制备与表征

3.1样品制备

3.1.1实验仪器与化学药剂

3.1.2制备过程

3.1.3溶液pH值对反应的影响

3.2样品的微观结构及形貌分析

3.2.1样品的XRD分析

3.2.2 La0.6Sr0.4MnO3样品SEM形貌分析

3.2.3纳米金属粉体的物性表征

3.2.4 La0.6Sr0.4MRO3／磁性纳米金属粉体复合材料的形貌

3.3样品的电学特性分析

3.3.1粉末材料电阻率的测量方法

3.3.2室温电阻率测量结果

3.4 La0.6Sr0.4MRO3样品的形成过程分析

3.4.1干凝胶的DSC-TGA分析

3.4.2干凝胶的FT-IR分析

3.5本章小结

第四章Sr掺杂LaMnO3及La0.6Sr0.4MRO3／金属粉

4.1样品的电磁参数测量

4.2 Fe、Ni纳米金属粉的微波吸收性能

4.2.1纳米金属粉的微波电磁谱

4.2.2纳米金属粉的微波吸收性能

4.2.3厚度对纳米金属吸波涂层吸波性能的影响

4.2.4纳米金属粉的微波损耗机制

4.3 La1-xSrxMnO3的微波吸收性能

4.3.1 La1-xSrxMnO3的微波电磁谱

4.3.2 La1-xSrxMnO3的微波吸收性能

4.3.3厚度对La0.6Sr0.4MnO3吸波性能的影响

4.3.4 La1-xSrxMnO3的微波损耗因子

4.4 La0.6Sr0.4MnO3／纳米金属粉复合材料的吸收性能

4.4.1 La0.6Sr0.4MnO3／纳米Fe粉复合材料的微波电磁频谱

4.4.2 La0.6Sr0.4MnO3／纳米Fe粉复合材料的微波吸收性能

4.4.3厚度对微波吸收性能的影响

4.4.4 La0.6Sr0.4MnO3／纳米Fe粉复合体系的微波损耗因子

4.4.5 La0.6Sr0.4MnO3／纳米Ni粉复合材料的微波电磁频谱

4.4.6 La0.6Sr0.4MnO3／纳米Ni粉复合材料的微波吸收性能

4.4.7厚度对微波吸收性能的影响

4.4.8 La0.6Sr0.4MnO3／纳米Ni粉复合材料的微波损耗因子

4.4.9 La0.6Sr0.4MnOg/纳米金属粉复合材料的微波电磁损耗机制

4.5本章小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致 谢

攻读学位期间主要研究成果