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Ni-N，Fe-Ni-N化合物的磁性及微波吸收性能研究

作　者: 潘好帅
导　师: 龚春红
学　校: 河南大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 氮化镍氮化铁镍磁滞回线电磁参数吸波性能
分类号: O441.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

磁性金属氮化物具有优良的耐腐蚀性能以及较高的热稳定性和饱和磁化强度，有望成为新一类高频微波吸收材料；但至今相关的研究报道很少。本文着眼于常见磁性金属Ni和Fe，利用简单的高温氮化法制备了Ni-N和Fe-Ni-N化合物，并探索了产物的磁性能和电磁性能；本论文主要内容和结果如下：一、以氯化镍、氢氧化钠及水合肼为原料，利用液相还原法制备了超细镍粉。以得到的超细镍粉作为前躯体，在氨气气氛中经高温氮化，得到一系列Ni-N化合物。利用X射线衍射（XRD）分析了产物的晶体结构；并测定了产物的磁滞回线、饱和磁化强度及电磁参数。结果表明，随着氮化温度的升高，产物经历Ni→Ni/Ni₃N→Ni₃N→Ni的转变过程，同时其饱和磁化强度逐渐减小；其中产物Ni₃N表现为顺磁性。与此同时，Ni氮化后得到的产物的介电常数与氮化前相比变化不大，但磁导率大幅度降低；这说明纯相的Ni₃N不具备作为微波吸收材料的潜力。二、以氯化镍、氯化铁、氢氧化钠及水合肼为原料，利用高温水热反应制备了主要成分为FeNi氧化物的前躯体；进而将该前躯体在氨气气氛中热氮化反应，得到不同Fe/Ni原子比的一系列Fe-Ni-N化合物。测定了Fe-Ni-N化合物的磁滞回线、饱和磁化强度及电磁参数；进而根据测定的电磁参数计算了产物的反射损耗。结果表明，不同Fe/Ni原子比的一系列Fe-Ni-N化合物均具有较高的饱和磁化强度和较小的矫顽力，呈现出典型的软铁磁性特征。与此同时，Fe-Ni-N化合物样品表现出良好的吸波性能；尤其是Fe/Ni原子比为2:1的Fe-Ni-N样品的反射损耗达-17.5dB。三、先以氯化镍，氯化铁，氢氧化钠，水合肼和正硅酸四乙酯为原料，利用高温水热反应，制备出前躯体，然后在氨气气氛中利用热氮化反应，制备出Fe₂Ni₂N/SiO₂纳米复合物；考察了SiO₂对其磁性能和电磁性能的影响。结果表明，Fe₂Ni₂N/SiO₂纳米复合物矫顽力和剩磁均为零，表现为超顺磁性。与此同时，Fe₂Ni₂N/SiO₂纳米复合物因高频自然共振而具有较高的磁损耗，是一种潜在的高频微波吸收材料。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-9
1 绪论  9-27
  1.1 引言  9-10
  1.2 电磁波吸收理论基础  10-14
    1.2.1 麦克斯韦方程组  10-11
    1.2.2 电磁波吸收机理  11-13
    1.2.3 电磁参数测量  13-14
  1.3 新型微波吸收材料的发展现状  14-20
  1.4 选题依据和研究内容  20-23
    1.4.1 磁性微波吸收材料  20-21
    1.4.2 本文研究内容  21-23
  参考文献  23-27
2 Ni-N 的制备及磁性能、电磁性能研究  27-35
  2.1 引言  27
  2.2 实验部分  27-29
    2.2.1 试剂和仪器  27-28
    2.2.2 样品的表征分析  28
    2.2.3 样品的制备  28-29
  2.3 结果与讨论  29-33
    2.3.1 Ni-N 的结构分析  29-30
    2.3.2 Ni-N 的磁性能分析  30-31
    2.3.3 Ni-N 的电磁参数分析  31-33
  2.4 本章小结  33-34
  参考文献  34-35
3 Fe-Ni-N 的制备及磁性能、电磁性能研究  35-48
  3.1 引言  35
  3.2 实验部分  35-37
    3.2.1 试剂和仪器  35-36
    3.2.2 样品的表征分析  36
    3.2.3 Fe-Ni-N 的制备  36-37
  3.3 结果与讨论  37-45
    3.3.1 Fe-Ni-N 的结构分析  37-38
    3.3.2 Fe-Ni-N 的形貌分析  38-39
    3.3.3 Fe-Ni-N 的磁性能分析  39-40
    3.3.4 Fe-Ni-N 的电磁参数分析  40-42
    3.3.5 Fe-Ni-N 的反射损耗拟合  42-44
    3.3.6 Fe-Ni-N 的微波吸收机理分析  44-45
  3.4 本章小结  45
  参考文献  45-48
4 Fe_2Ni_2N/SiO_2纳米复合物的制备及磁性能、电磁性能研究  48-57
  4.1 引言  48
  4.2 实验部分  48-50
    4.2.1 试剂和仪器  48-49
    4.2.2 样品的表征分析  49
    4.2.3 Fe_2Ni_2N/SiO_2纳米复合物的的制备  49-50
  4.3 结果与讨论  50-55
    4.3.1 Fe_2Ni_2N/SiO_2纳米复合物的形貌分析  50-51
    4.3.2 Fe_2Ni_2N/SiO_2纳米复合物的结构分析  51
    4.3.3 Fe_2Ni_2N/SiO_2纳米复合物的磁性能分析  51-52
    4.3.4 Fe_2Ni_2N/SiO_2纳米复合物的电磁参数分析  52-54
    4.3.5 Fe_2Ni_2N/SiO_2纳米复合物的反射损耗拟合  54
    4.3.6 Fe_2Ni_2N/SiO_2纳米复合物的微波吸收机理分析  54-55
  4.4 本章小结  55
  参考文献  55-57
结论与展望  57-58
致谢  58-59
攻读学位期间发表的学术论文及参与的研究项目  59-60

Ni-N，Fe-Ni-N化合物的磁性及微波吸收性能研究

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