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离心雾化法制备FeSi合金粉及其电磁性能研究

作　者: 郭景波
导　师: 刘顺华
学　校: 大连理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 离心雾化 FeSi合金粉电磁特性羰基铁微波吸收性能
分类号: TF123.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

离心雾化法是商业生产中普遍使用的一种大批量合金微粉生产方法,具备生产效率高、微粉颗粒均匀、生产成本低的优点,但一般的雾化法制备的微粉颗粒为球形。而作为电磁波吸收剂所使用的合金粉末来说,较大的长径比能增加材料的吸收性能。根据这一需求本论文设计制作了一套离心雾化设备,并用该设备制备了椭球形和球形的Fe90Si10、Fe80Si20和Fe70Si30合金粉。利用X射线衍射仪(X-ray diffraction, XRD)扫描电子显微镜(Scanning electronic microscope, SEM)和矢量网络分析仪(Vector network analysis)等检测仪器对其相结构、微观形貌及电磁特性进行了表征,并研究了其电磁波吸收性能。研究结果表明：椭球形和球形的Fe90Si10、Fe80Si20和Fe70Si30合金粉分别主要由体心立方的α-Fe、Fe1.34Si0.66化合物和FeSi化合物相所组成。其复介电常数实部随着硅含量的增加先增大后减小,虚部保持在0.2左右。复磁导率Fe90Si10合金粉的明显高于其余两者。增加粉体填充率,能有效地增大复介电常数实部和磁导率虚部。在所测试的厚度分别为2mm、3mm和4mm试样中,成分为Fe90Si10的合金粉吸收频带更宽,在整个测试频段内的吸波性能明显优于其他两种成分的合金粉。且较大的填充率,能获得较好的吸收性能。本论文所制备的Fe90Si10合金粉与市售球形Fe91Si9合金粉相比,无论是电磁性能还是微波吸收性能都要明显优于市售球形Fe91Si9合金粉。羰基铁分别与市售Fe91S19、Fe91.2Si3.1P2.9Sb2.8和自制Fe90Si10的粉末按不同比例混合制备成复合粉末,所制备的复合粉末具有优良的微波吸收性能。当两种粉末质量比为1：1时,吸收性能最佳。产生这种优良的吸收性能主要因素是：适当比例的两种粉末混合后,电磁匹配性能提高。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-25
  1.1 电磁波辐射的危害  9-11
    1.1.1 电磁辐射对人体的影响  9
    1.1.2 电磁辐射对环境的影响  9-10
    1.1.3 电磁辐射对设备的影响  10
    1.1.4 电磁辐射的防护  10-11
  1.2 吸波材料的研究现状  11-16
    1.2.1 吸波材料的分类  11
    1.2.2 吸波材料的国内外研究进展  11-15
    1.2.3 吸波材料的发展趋势  15-16
  1.3 吸收剂的吸收机理和阻抗匹配  16-21
    1.3.1 吸收机理  16
    1.3.2 材料电磁参数的物理意义  16-19
    1.3.3 阻抗匹配  19-21
  1.4 FeSi合金的研究现状  21-23
  1.5 本论文的研究目的和内容  23-25
    1.5.1 研究目的  23-24
    1.5.2 研究内容  24-25
2 旋转盘离心雾化设备的设计与实验方法  25-36
  2.1 保温炉的设计  25-28
    2.1.1 炉衬的选择  25
    2.1.2 电热元件的选择  25-26
    2.1.3 电热元件尺寸的计算与校核  26-27
    2.1.4 内衬的设计  27
    2.1.5 保温炉的组装成型与配套设备的选取  27-28
  2.2 旋转盘离心雾化系统的设计  28-31
    2.2.1 离心盘的设计  28-29
    2.2.2 挡板的设计  29-30
    2.2.3 旋转盘离心雾化系统的整体设计  30-31
  2.3 实验流程和原材料及设备  31-33
    2.3.1 实验流程  31-32
    2.3.2 原材料及设备  32-33
  2.4 分析测试方法  33-36
    2.4.1 微观形貌  33
    2.4.2 X射线衍射分析  33
    2.4.3 静磁参数的测量  33-34
    2.4.4 电磁特性测试  34-36
3 FeSi合金粉微波性能的研究  36-50
  3.1 相结构  36-37
  3.2 微观形貌  37-38
  3.3 颗粒形成机理  38-40
  3.4 成分对粉体粒度分布的影响  40
  3.5 电磁特性  40-43
    3.5.1 成分对于电磁特性的影响  40-42
    3.5.2 填充比对于电磁特性的影响  42-43
  3.6 微波吸收性能  43-45
    3.6.1 成分对吸波性能的影响  43-44
    3.6.2 含量对吸波性能的影响  44-45
  3.7 自制Fe_(90)Si_(10)与市售Fe_(91)Si_9微波性能的比较  45-48
    3.7.1 电磁特性比较  45-47
    3.7.2 微波吸收性能比较  47-48
  3.8 小结  48-50
4 FeSi与羰基铁复合粉末微波性能的研究  50-66
  4.1 市售Fe_(91)Si_9与羰基铁复合粉末的微波性能  50-56
    4.1.1 实验材料及复合粉末试样的制备  50
    4.1.2 微观形貌  50-51
    4.1.3 电磁特性  51-53
    4.1.4 微波吸收性能  53-56
  4.2 市售Fe_(91.2)Si_(3.1)P_(2.9)Sb_(2.8)与羰基铁复合粉末的微波性能  56-61
    4.2.1 实验材料及复合粉末试样的制备  56
    4.2.2 微观形貌  56
    4.2.3 静磁性能  56-57
    4.2.4 电磁特性  57-59
    4.2.5 微波吸收性能  59-61
  4.3 自制Fe_(90)Si_(10)与羰基铁复合粉末的微波性能  61-64
    4.3.1 实验材料及复合粉末试样的制备  61-62
    4.3.2 电磁特性  62-63
    4.3.3 微波吸收性能  63-64
  4.4 小结  64-66
结论  66-67
参考文献  67-72
致谢  72-73

离心雾化法制备FeSi合金粉及其电磁性能研究

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