蔡旭东
,
王建江
,
娄鸿飞
,
侯永伸
,
高海涛
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2014.02.011
采用将火焰热喷涂技术、自蔓延高温合成技术及快速冷却凝固技术结合在一起的自反应淬熄法,制备了以尖晶石型钡铁氧体为主的空心微珠,然后分别以3,7和15℃·min-13种升温速率将其加热到1100℃、保温4h后再冷却至室温,通过扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD)和矢量网络分析仪等手段,研究了3种升温速率下空心微珠形貌和吸波性能的变化.结果表明:未热处理时,空心微珠主要由Al2O3,Fe2O3,Fe3O4,BaFe2O4组成,表面无明显晶粒出现,最低反射率为-2 dB;3℃·min-慢速升温条件下,空心微珠物相主要由Fe2O3,BaFe12O19,BaAl12O19和Al2O3组成,表面出现了典型的六角晶型,反射率有3个极值,最低反射率为-16.5 dB,低于-10 dB的吸收带宽为2.2GHz;7 ℃·min-1中速升温条件下,物相组成为Fe2O3,BaFe12O19,BaAl12 O19,Al2O3和Fe3O4,微珠表面以片状晶为主,最低反射率为-6.5dB; 15℃·min-1快速升温条件下,由于晶体生长和受扩散控制的固相反应不充分,物相组成中出现了Ba0.83 Fe11O17.33和BaFe13.2O20.8中间相,空心微珠表面主要为等轴晶,最低反射率为-3.9 dB.慢速升温时钡铁氧体空心微珠吸波性能优于中速和快速升温条件.
关键词:
钡铁氧体
,
空心微珠
,
升温速率
,
热处理
,
吸波性能
蔡旭东
,
王建江
,
许宝才
,
娄鸿飞
,
侯永伸
人工晶体学报
以Al+ Fe2O3+ BaO2+蔗糖+环氧树脂为反应体系,运用将自蔓延高温合成技术、火焰喷涂技术与及快速冷却凝固技术相结合的自反应淬熄法,通过加入聚乙二醇发泡剂、不加发泡剂和加入NaNO3发泡剂三种方式,分别制备出粗径、中径和细径三种不同粒径的钡铁氧体空心微珠,研究了三种粒径空心微珠的形成机理和吸波性能.结果表明,发泡剂发气量的多少和熔滴的粘度共同决定了空心微珠粒径的大小.介电常数的实部ε′和复磁导率的实部μ′在0.5 ～7 GHz间依次表现为中径＞细径＞粗径;介电常数的虚部ε″和复磁导率的虚部μ″在0.5～11.5 GHz间依次表现为中径＞细径＞粗径.中径空心微珠最低反射率为-17.5 dB,低于-10 dB的吸收频带为11～14GHz,吸波性能优于粗径和细径空心微珠.将粗径和细径空心微珠按质量比1∶1复合后,由于吸波单元的非连续化,空心微珠的吸波性能明显增强.
关键词:
空心微珠
,
粒径
,
吸波性能
,
钡铁氧体
,
自反应淬熄法
高海涛
,
王建江
,
娄鸿飞
,
蔡旭东
,
侯永伸
材料导报
吸波材料的性能主要取决于吸波剂,而片状是吸波剂的最佳形状,片状吸波剂具有优良的吸波性能,广泛应用于军事技术和电磁兼容领域.综合近几年片状吸波剂的研究进展,分析了片状吸波剂的形状特点和吸波特点,综述了片状吸波剂的主要制备方法,并在此基础上展望了片状吸波剂的发展.
关键词:
片状吸波剂
,
吸波特点
,
制备方法
高海涛
,
王建江
,
许宝才
,
娄鸿飞
,
蔡旭东
人工晶体学报
采用低温自反应淬熄法结合热处理工艺,以Fe(NO3)3+Ba(NO3)2+Sr(NO3)3+CO(NH2)2为反应体系,成功制备了微纳米锶钡铁氧体空心微珠.采用SEM、XRD、网络矢量分析仪等对样品的形貌、相组成和电磁参数进行了表征和测量,并分析了空心微珠形成机理及电磁特性.结果表明:淬熄所得空心微珠粒径分布在500 nm至5μm之间,主要表现为非晶组织.经1100℃加热4h后空心微珠非晶组织消失,M型Sr0.5Ba0.5Fe12O19相出现,微珠表面由纳米片晶和六角晶型组成;经热处理后空心微珠复介电常数明显降低,而复数磁导率基本不变.吸波测试表明:热处理后尽管形成了锶钡铁氧体,但其吸波性能却大幅下降,这主要是由热处理后复介电常数下降导致介电损耗降低引起的,而非晶组织却表现出具有一定的吸波性能,这值得进一步研究.
关键词:
自反应淬熄法
,
锶钡铁氧体
,
空心微珠
,
吸波性能
娄鸿飞
,
王建江
,
许宝才
,
赵志宁
,
蔡旭东
人工晶体学报
以Al-TiO2-Fe-Fe203-MnO2-蔗糖为反应体系,在O2气氛下,采用自反应淬熄技术制备了磁性尖晶石空心复相陶瓷微珠吸波新材料,采用SEM、XRD和EDS表征了淬熄产物的外观、中空结构与物相.试验结果表明,体系具备良好的成球率,淬熄产物为空心结构,粒径分布均匀,保持在30 ～ 60μm之间,物相组成主要为Fe3O4、Mn2AlO4、Mn3O4(Fe2.5Ti0.5)O4和Al2O3纳米复相结构；吸波测试表明,空心复相陶瓷微珠的最低反射率达到-17.6 dB,小于-10 dB的频段为-11～-13.9 GHz,具备了良好的吸波潜力.兼具良好磁性与电性能的纳米复相结构与特殊的空心结构是空心复相陶瓷微珠具备良好吸波潜力的根本原因.
关键词:
空心复相陶瓷
,
自反应淬熄法
,
吸波性能
,
尖晶石
蔡旭东
,
王建江
,
许宝才
,
娄鸿飞
,
侯永伸
人工晶体学报
以Al+ Fe2O3+ BaO2+蔗糖+环氧树脂为反应体系、聚乙二醇为表面活性剂,运用将火焰喷涂技术与自蔓延高温合成技术(Self-propagating High-temperature Synthesis,缩写SHS)及快速冷却凝固技术相结合的自反应淬熄法,制备了空心复相陶瓷微珠.通过SEM、EDS、XRD等手段,研究了聚乙二醇的加入对团聚粉及制备的空心陶瓷微珠的影响.结果表明,与未加聚乙二醇相比,加入聚乙二醇后,团聚粉颗粒分布均匀,具有良好的流动性；所制备的空心微珠粒径趋于一致,成球率得到了明显提升,相结构中Fe3O4转变成了Fe2O3,且出现了具有尖晶石结构的BaFe2O4,这有助于提高空心微珠的吸波性能.
关键词:
空心微珠
,
表面活性剂
,
团聚粉
,
聚乙二醇
,
自反应淬熄法
侯永伸
,
王建江
,
许宝才
,
娄鸿飞
,
蔡旭东
,
高海涛
材料导报
主要介绍了计算机辅助设计在吸波材料中针对影响电磁性能的参数仿真和多层吸波材料的优化设计两大方面的应用现状和研究进展情况.主要阐述了计算机辅助设计应用于吸波材料的理论基础,介绍了国内外的研究成果和研究进展,主要包括通过采用模拟计算的方法研究吸波材料结构尺寸、材料成分等参数对材料电磁性能的影响,比较了几种多层吸波材料的优化辅助设计的方法,介绍了几种优化方法的应用和发展,展望了计算机辅助设计在今后的应用.
关键词:
吸波材料
,
计算机辅助设计
,
物理模型
娄鸿飞
,
王建江
,
赵志宁
,
蔡旭东
,
侯永伸
人工晶体学报
本文以Al-TiO2-Fe-MnO2-Fe2O3-蔗糖和O2为反应体系与送粉气,利用自反应淬熄法合成了空心复相陶瓷微珠.借助SEM、EDS与XRD等现代分析测试方法,对微珠的凝固过程进行了表征与分析.结果表明,高热的空心陶瓷熔滴进入冷却介质(蒸馏水)后,发生快速淬熄转变,发生表面枝晶长大及纳米条状晶形成,内部柱状晶形成,内部纳米等轴晶粒形成等现象形成空心复相陶瓷微珠,同时共晶组织的形成伴随凝固全过程.微珠由Al2O3与呈尖晶石结构的Fe3O4、Mn3O4、(Fe2.5Ti0.5)O4、Mn2AlO4组成,其中呈尖晶石结构的后四种成分形成固溶体,并与Al2O3形成共晶组织.超大过冷度条件可能是产生以上组织的主要原因.
关键词:
空心复相陶瓷微珠
,
凝固
,
自反应淬熄
蔡旭东
,
王建江
,
许宝才
,
娄鸿飞
,
霍兴键
材料导报
空心微珠是一类内核为空气或其他气体的具有特殊结构的核壳粒子,与其块体材料相比,具有较大的比表面、较小的密度以及特殊的力学、光、电等物理性质和应用价值,自20世纪70年代以来发展迅速.主要介绍了目前空心微珠的制备方法(模板法、溶胶-凝胶法、聚合法等),评述了这些制备方法在工艺流程、精细控制等方面的特点,综述了空心微珠在国内外的应用研究现状,着重介绍了一种制备空心微珠的新方法——自反应淬熄法,并介绍了该方法制备的空心微珠作为吸波材料的应用研究现状,最后展望了空心微珠未来的研究前景.
关键词:
空心微珠
,
制备方法
,
自反应淬熄法
蔡旭东
,
王建江
,
许宝才
,
梁冠辉
,
郭金姝
稀有金属材料与工程
以Fe+Fe2O3+Li2CO3+ZnO为主反应体系、聚乙二醇为表面活性剂,Bi2O3为助熔剂,KClO4为营养剂,运用将火焰喷射技术与自蔓延高温合成技术及快速冷却凝固技术相结合的自反应淬熄法,制备了LiZn铁氧体空心复相微珠.通过粒度分析、SEM、EDS、XRD和矢量网络分析仪等手段,分别分析了该空心微珠的粒径、结构、形貌、相组成和吸波性能.研究表明,该LiZn铁氧体空心微珠粒径分布均匀,集中在60 μm左右,包含实心、单孔和多孔型多种结构,以及部分不规则颗粒.空心微珠外表面出现了晶化程度不高的多边形片状晶,内表面为微纳米晶粒,相组成为Fe3O4、Fe2O3、Li0.435Zn0.195Fe2.37O4和Lio.sFe25O4;该空心微珠吸波材料最佳匹配厚度为4mm,在此厚度下低频吸波性能良好:最低反射率为-14.5 dB,对应的吸收频率为5.8 GHz,低于-10 dB的吸收频带为4.8～6.8 GHz,带宽达2GHz.
关键词:
LiZn铁氧体
,
自反应淬熄法
,
空心微珠
,
低频
,
吸波性能
