掺杂M型钡铁氧体及其石墨烯复合材料吸波性能的研究

摘要

本文针对当前吸波材料存在的主要问题，即吸波较弱、频带较窄、厚度较厚，不能满足未来发展需求，提出将磁损耗能力较强的铁氧体与具有较好介电损耗的石墨烯相结合，以得到吸波能力较强的复合吸波材料。本论文研究了掺杂M型钡铁氧体的磁性能、吸波性能，初步探究了掺杂M型钡铁氧体与石墨烯复合材料的形貌结构及吸波性能。主要结论如下：
　　（1）通过溶胶凝胶自蔓延法得到了掺杂铁氧体 BaNixCo1-xTiFe10O19，晶粒尺寸为50-400nm，晶粒尺寸随着x的增大而减小。材料的矫顽力随着Ni2+的掺入逐渐增大，饱和磁化强度随着 x值的增大略微增大后逐渐减小；样品的磁导率峰值随着 x的增大有向高频移动的趋势。Ni2+掺杂后的铁氧体的吸波性能提高， BaNi0.4Co0.6TiFe10O19反射损耗低于-20dB的频段可以从12.36 GHz跨越到18.00 GHz，且其最大反射损耗值可达-47.49dB；BaNi0.2Co0.8TiFe10O19的最大反射损耗值为-48.68dB，且其反射损耗值小于-15 dB的频带宽可达7.26 GHz。
　　（2）同时掺入 Mn2+和 Ni2+，制备得到了 Ba(MnNi)0.2Co0.6TiFe10O19和Ba(MnNi)0.25Co0.5TiFe10O19，其晶粒尺寸都在50-400nm范围内。Ba(MnNi)0.25Co0.5TiFe10O19反射损耗低于-20dB的频段可以从13.20GHz跨越到18.00GHz，且其最大反射损耗值为-69.20dB；Ba(MnNi)0.2Co0.6TiFe10O19的最大反射损耗值为-52.80dB，且其反射损耗值低于-15 dB的频带宽可达5.80GHz。
　　（3）制备了不同比例的rGO/BaNi0.2Co0.8TiFe10O19复合材料，从SEM照片可明显看到褶皱石墨烯片表面以及层与层之间的铁氧体颗粒。复合材料的饱和磁化强度随着石墨烯掺量的增加而减小；材料的吸波性能有所改善，当rGO/BaNi0.2Co0.8TiFe10O19的复合比例为1:20时，厚度仅为1.2mm的材料其反射损耗值低于-10dB的频带宽可达8.30GHz。

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1. 绪论

1.1. 吸波材料

1.2. M型钡铁氧体

1.3. 石墨烯

1.4. 课题的研究思路和主要内容

2. 实验设备与原料

2.1. 实验原料

2.2. 实验设备

2.3. 表征方法

3. Ni-Co-Ti掺杂M型钡铁氧体的吸波性能研究

3.1. 引言

3.2. 实验过程

3.3. 实验结果与讨论

3.4. 本章小结

4. Ni-Mn-Co-Ti掺杂M型钡铁氧体的吸波性能研究

4.1. 引言

4.2. 实验过程

4.3. 实验结果与讨论

4.4. 本章小结

5. 掺杂M型钡铁氧体-石墨烯复合材料吸波性能研究

5.1. 引言

5.2. 实验过程

5.3. 实验结果与讨论

5.4. 本章小结

6. 结论与展望

6.1. 主要结论

6.2. 今后的研究工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的科研成果