单分散铁微片/二硫化钼复合材料的制备及其电磁性能

摘要

磁性粉体的形貌通常近似球形，由于Snoek极限限制极易在高频段使粉体的饱和磁化强度、磁导率急剧下降，从而影响其电磁波吸收性能。通过对粉体的片状化改变，可以有效减弱磁导率在高频段的下降趋势。本文通过水热法并结合氢气热还原法制备了电磁波吸收性能优异的单分散性的铁微片/二硫化钼复合材料。主要研究内容有：
　　1、探讨了单分散铁微片的水热制备技术与氢气热还原条件。首先通过水热法制备了形貌均匀的微米级单分散氧化铁微片，并通过调整钡盐的加入量以及聚乙二醇与水混合溶剂的比例，研究了二者对氧化铁物相及形貌的影响。然后以氢气热还原的方法制备了单分散铁微片，研究了不同热处理温度对产物结构、形貌以及电磁参数的影响。研究表明，氧化铁微片的结构随着氢气热处理温度的升高逐渐出现孔洞、坍塌现象。电磁参数测试结果显示，单分散铁微片材料具有优异的电磁波吸收性能，最低反射率达到-30dB，匹配厚度为2mm时，在8.2-12.1GHz频段反射率小于-10dB，有效吸收带宽达-3.9GHz。
　　2、引入MoS2与氧化铁微片复合，再通过高温氢气热还原得到了单分散多孔铁微片/二硫化钼复合材料，分别研究了聚乙二醇（PEG-400）和十二烷基苯磺酸钠（SDBS）两种表面活性剂对复合材料结构和电磁性能的影响。研究表明，SDBS辅助合成多孔铁微片/二硫化钼复合材料具有更均匀的形貌和优异的电磁性能。结构表征显示，纳米级片状二硫化钼较为均匀生长于呈单分散状态多孔铁微片表面，形成多孔铁微片/二硫化钼复合材料。电磁参数测试表明，复合材料的电磁性能与多孔铁微片相比有了明显提升。在匹配厚度为2mm时材料的最低反射率达到-34dB，有效吸收带宽覆盖了9.0-13.1GHz频段。
　　3、采用低温氢气还原法制备了保形性更好的单分散铁微片/二硫化钼复合材料。对复合材料的结构表征结果显示，经过低温氢气还原后复合材料具有良好的保形性，片状二硫化钼均匀生长在微米级铁微片上，并且随着钼酸钠加入量的增加，片状二硫化钼生长为絮状，使铁微片出现团聚。性能测试结果表明，相对于单一组分的铁微片，二硫化钼的加入可以改善其电磁性能。钼源含量0.2g且复合材料匹配厚度为2mm时，有效吸收可以覆盖11.2~16.0GHz的频率范围，最低反射率达-37dB。
　　本文首次引入二硫化钼在单分散铁微片上生长得到了电磁性能优异的单分散铁微片/二硫化钼复合材料，为质轻高效电磁损耗材料的研究提供了参考。

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第一章 绪论

1. 1 吸波材料概述

1.2 片状磁性材料研究进展

1. 3 二硫化钼研究进展

1. 4 本课题研究内容

第二章 单分散铁微片的制备和性能

2. 1 引言

2. 2 实验内容

2. 3 实验结果讨论和分析

2. 4 本章小结

第三章 单分散多孔铁微片/二硫化钼复合材料的制备和性能

3. 1引言

3. 2实验内容

3. 3 实验结果讨论与分析

3. 4 本章小结

第四章 单分散铁微片/二硫化钼复合材料的制备和性能

4. 1 引言

4. 2 实验内容

4. 3 实验结果讨论和分析

4. 4 本章小结

第五章 总结与展望

5. 1 总结

5. 2 展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文