铁-氧化铁及氮化铁复合材料的微波吸收特性研究

摘要

铁屑是磨削机械加工中的工业固体废弃物，铁屑的综合利用既消除了对环境的危害，又使废弃物资源化，具有重要的现实意义。本研究以机械加工生产过程中的副产物工业铁屑为实验主要原料，运用电化学腐蚀机理，及化学热处理对铁屑进行改性处理，获得纳米氧化物和氮化物粉体。将粉体材料与高分子橡胶材料采用不同比例配方进行复合，获得了粉体与天然橡胶的吸波复合材料。 在实验中研究了材料的合成机理，并且通过SEM，EDS，XRD等方法对所制得的粉末颗粒进行了材料微观形貌、微区元素分布和材料物相组成的表征。研究了复合粉料及其复合涂层材料在2～18GHz频率范围内的电磁参数及微波吸收性能，分析了复合涂层材料中各组分含量对电磁参数的影响。 研究表明，在橡胶复合材料中随粉料质量百分比的增加，复合材料的吸波性能增强。粉体质量百分比为33.3％，厚度为1.8mm的单层橡胶复合材料试片，在频率11.12GHz处的反射率为-14.371dB。三层橡胶复合试片叠加测试，在13.36GHz处反射率达-35.162dB，小于-10dB的频宽为3GHz，同时此样品还在2.16GHz产生一个峰值为-22.801dB的吸收峰，小于-lOdB的频宽约为2GHz。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2吸波材料的研究应用现状

1.3本论文研究的概况及内容安排

第二章新型吸波材料及吸波机理

2.1新型吸波材料

2.1.1纳米吸波材料

2.1.2多晶铁纤维吸波材料

2.1.3导电高聚物吸波涂料

2.1.4手征性吸波材料

2.1.5智能型隐身材料

2.1.6多频谱隐身材料

2.2雷达吸波结构复合材料

2.2.1雷达吸波结构复合材料的特点

2.2.2目前应用的主要吸波结构复合材料

2.3传统吸波材料

2.3.1铁氧体吸波材料的吸波机理、分类及应用

2.3.2铁氧体的应用、缺点和新进展

2.3.3金属微粉吸波材料吸波机理和应用

2.4微波吸收材料吸波机制

2.4.1电磁波与材料的相互作用基本理论

2.4.2微波吸收材料的损耗机制

2.4.3微波吸收涂层匹配原理

2.5在研究、设计、开发、选择和应用吸波材料时应注意的一些问题

第三章铁屑的加工与改性处理

3.1铁粉取样的来源

3.2铁粉表面改性处理

3.2.1改性处理实验所用药品

3.2.2试验所用仪器及分析设备

3.2.3铁屑表面除油处理

3.2.4铁屑酸腐蚀改性处理

3.2.5铁屑空气水氧化处理

3.2.6铁屑腐蚀处理后进行氮化处理

3.3电磁特性测试片的制备

3.3.1石蜡片制样

3.3.2橡胶片制样

第四章铁屑及其改性处理实验机理讨论及样品的表征分析

4.1铁屑母材的组织形态和晶体学

4.1.1成分、组织与性能

4.1.2铁屑的微观形貌特征

4.2铁粉的改性处理的电化学腐蚀机理

4.2.1金属的电化学腐蚀

4.2.2铁粉的酸腐蚀处理机理

4.2.3铁屑空气水氧化处理的机理

4.2.3氮化铁的制备机理

4.2.4吸收剂与天然橡胶的复合制备

第五章铁-氧化铁及氮化铁复合材料的吸波性能测量及分析

5.1复介电常数和复磁导率的意义及测量

5.1.1复介电常数及复磁导率的意义

5.1.2测试样品的制作

5.1.3矢量网络分析仪测量复介电常数及复磁导率

5.2吸波复合材料样品的反射率测试及分析

5.2.1雷达吸波材料(RAM)反射率测量原理

5.2.2测量系统

5.2.3测试条件

第六章结论

致谢

参考文献

作者在读期间的研究成果