磁铅石型铁氧体吸波剂
日期：2018-10-30 10:17
六角晶系磁铅石型铁氧体的吸波性能最好,主要因为六角晶系磁铅石型铁氧体具有片状结构,而片状是吸收剂的最佳形状;其次六角晶系磁铅石型铁氧体具有较高的磁晶各向异性等效场,因而有较高的自然共振频率。根据铁磁学理论,没有掺杂的磁铅石钡铁氧体的矫顽力很高,属硬磁材料,随着掺杂元素掺量的增加,钡铁氧体的矫顽力、顽磁性和磁化强度均逐渐下降,其磁特性已接近软磁铁身材氧体材料,有利于提高铁氧体材料的吸波性能。
磁铅石型铁氧体一般由BaO、Me2+O和FeO3三种氧化物复合而成，Me2为二价金属离子,Fe3+可以由其他离子取代,近期的研究工作更多地集中在六角晶系铁氧体材料,M、W型六角晶铁氧体的研究开展较多。在M型六角晶系铁氧体吸收剂的研究中BaFe12O19(Ba-M)的研究较早,BM具有很高的磁晶各向异性场HA(HA=1.7×104Oe),可以作为厘米波和毫米波段吸收剂。而且BaM型磁粉的和“具有较明显的共振吸收峰,通过掺杂能够进一步展宽频带,Co2+和Ti+的加入可以明显降低磁晶各向异性场,因而 BaCoxTixFe12-2xO19的自然共振频率随x的增加移向低端,其共振吸收峰可以在2~40GHz内移动,μ=0.6-1.5,μ"=0.3~0.9。
研究了在8-12.4GH2频率内CoTi掺杂M型钙铁氧体Ca(CoTi)xFe12-2xO19和NiTi掺杂M型钙铁氧体[Ca(NiTi)xFe12-O19]96.0[La2O3]1.0吸波材料的电磁性能及吸波性能。随CoT或NiTi量的增大,介质损耗不断增大,磁损耗基本不变,共振频率移向低频,匹配厚度不断增大;用CoTi掺杂,且x=0.2、匹配厚度为2.35mm时,其最大反射率为32dB左右。小于-10dB的有效带宽近2.5GHz;用NTi掺杂,且x=0.4、匹配厚度为4.15mm时,其吸波性能最好,最大反射率为-324B左右,小于-10dB的有效带宽覆盖整个X波段。对BaCo, Ti, Fe-2O1s的研究表明在Ⅹ波段存在吸收峰,且对不同的x值,其峰值有变化。
用固相合成法制备了Sc和CoTi取代的六角钡铁氧体吸收剂粉末,其工作频率可以在5~70GHz内调整。在六角晶系铁氧体的各种形式中,W型铁氧体不仅磁晶各向异性场(HA)高,而且具有高的比饱和磁化强度,所以具有自然共振频率高、工作频带宽的特点,在共振频率附近,和”较高,并且可以通过改变材料的成分来调整和1",因此近年来人们对W型六角铁氧体进行了较多的研究。将高纯度的BaCO、ZnO、Fe2O3和Co3O按预定的化学计量比混合,利用传统陶瓷工艺制备(Zn,Co)2W型钡铁氧体,实验表明,组分为BaZn.CoFeO2的样品在3.72~7.77GHz损耗大于10dB。在6GHz时出现峰值损耗24dB.午丽娟等利用柠檬酸溶胶凝胶法制备W型Ba( Zn1x Cox)2Fe16O27( X＝0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)六角铁氧体,比单一的Co2W或Zn2W型在12~18GHz波段吸波效果好,而且随着Co2+含量的增加,小于-10dB的有效带宽和吸收峰值都明显增大。x=0.8时,有效带宽可拓宽到12~18GHz整个波段,吸收峰值可提高到—20dB。用溶胶-凝胶法制备了W型Ba(Zn2Co1-x)2Fe16O27六角铁氧体。在Ku波段(12.4~18GHz)测量了铁氧体与环氧树脂复合材料的电磁参数,并计算了单层复合材料的微波吸收性能。结果表明,Ba(Zna.2Co.8)2Fe15O27(x=0.2),层厚为2mm的单层铁氧体复合材料具有优良的宽频吸收性能;在整个Ku波段,反射率都小于一10dB,吸收峰位于14.1GHz,峰值约为一20.0dB。通过研究掺杂对锶铁氧体基复合材料吸波特性的影响发现:在Sr铁氧体+MnZn铁氧体+NiZn铁氧体+Cu粉(试样1)Sr铁氧体+MnZn铁氧体+Cu粉(试样2)和Sr铁氧体+MnZn铁氧体+NiZn铁氧体(试样3)三个试样中,试样2在8GHz和试样3在18GHz附近存在吸收峰,此外试样1在10GHz附近还存在两个吸收峰,且最大反射率-2418dB。这表明通过同时掺入几种不同类型的吸收介质,会产生部分的累积效果,其吸收频带也明显增加,而且最大反射率也明显增加,对展宽材料的有效吸收带宽是非常有利的。
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