铁包覆四针状氧化锌晶须的制备与性能

作　者: 夏宁博
导　师: 王应德；邢欣
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: 化学气相沉积五羰基铁四针状氧化锌晶须羰基铁电磁性能
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

四针状氧化锌晶须(T-ZnO晶须)具有立体四针状结构,具有抗静电、抗菌等特殊功能。除此,T-ZnO晶须是一种电损耗材料,具有一定的吸波性能,但其在低频段吸收性能差,难以满足吸波材料对宽频的要求,为了改善其低频吸收性能,本文采用化学气相沉积的方法,热分解羰基铁的学位论文">五羰基铁制备了铁包覆的T-ZnO(Fe/T-ZnO)晶须,并对其制备工艺、性能及吸波机理进行了研究。论文通过控制五羰基铁的用量,采用适当的反应温度成功地将Fe沉积到T-ZnO晶须的针体表面。用XRD对生成的Fe/T-ZnO晶须的物相组成进行了分析;用SEM对Fe/T-ZnO晶须的表面形貌进行了分析;用矢量网络分析仪对Fe/T-ZnO晶须的电磁参数进行了测试,通过在空气中放置和不同温度下处理对Fe/T-ZnO晶须的稳定性进行了研究,并对羰基铁粉物理混杂的T-ZnO晶须的电磁参数与吸波性能进行了研究。研究发现,反应温度和Fe的引入量对包覆的效果影响较大,当反应温度为250℃,五羰基铁和T-ZnO晶须的摩尔配比为10mol%-20mol%时,Fe包覆层较均匀、致密;Fe的粒径为亚微米级,Fe/T-ZnO晶须的电磁性能较T-ZnO晶须有了很大的提高,其ε′在13.8~19.2之间,ε″在2.3~3.9之间,μ′在0.8~1.6之间,μ″在0.03~0.36之间。经模拟计算发现,Fe/T-ZnO晶须的吸收曲线向低频移动,改善了T-ZnO晶须在低频的吸波性能,拓宽了吸波频带。与羰基铁粉物理混杂T-ZnO晶须相比,采用五羰基铁热分解制备的Fe/T-ZnO晶须,Fe沉积在T-ZnO晶须的表面,分散更均匀,相同原料配比的条件下,密度低,电磁性能好。Fe/T-ZnO晶须性能稳定,在空气中和200℃条件下长时间放置几乎不改变其物相结构和电磁性能,但在较高的温度条件下(大于600℃),由于包覆层的氧化而导致Fe/T-ZnO晶须的电磁性能和吸波性能降低。

全文目录

表目录  6-7
图目录  7-9
摘要  9-10
ABSTRACT  10-11
第一章前言  11-26
  1.1 四针状氧化锌晶须简介  11-15
    1.1.1 四针状氧化锌晶须的特性  11-13
    1.1.2 四针状氧化锌晶须的制备  13
    1.1.3 四针状氧化锌晶须的生长机理  13-14
    1.1.4 四针状氧化锌晶须的应用  14-15
  1.2 吸波隐身材料及其电磁损耗理论  15-22
    1.2.1 吸波隐身材料分类及其要求  15-17
    1.2.2 吸波隐身材料的损耗机理  17-18
    1.2.3 吸波隐身材料的基础理论  18-20
    1.2.4 雷达波吸收剂性能的物理化学基础  20
    1.2.5 四针状氧化锌晶须作为吸收剂的研究进展  20-22
  1.3 羰基铁的热裂解反应与应用  22-24
    1.3.1 羰基铁热裂解反应  22-23
    1.3.2 羰基铁热裂解反应的应用  23-24
  1.4 课题的研究背景及主要研究内容  24-26
第二章实验及表征方法  26-29
  2.1 实验原料及试剂  26-27
  2.2 实验过程  27-28
    2.2.1 羰基铁粉混杂T-ZnO 晶须粉体的制备  27
    2.2.2 Fe/T-ZnO 晶须的制备  27-28
  2.3 分析表征方法  28-29
第三章结果与讨论  29-62
  3.1 原料的电磁性能  29-39
    3.1.1 原料T-ZnO 晶须的电磁性能  29-32
    3.1.2 羰基铁粉的电磁性能  32-33
    3.1.3 混杂羰基铁粉的T-ZnO 晶须的电磁性能  33-39
  3.2 Fe/T-ZnO 晶须的制备  39-51
    3.2.1 Fe/T-ZnO 晶须的形貌  40-43
    3.2.2 反应温度对Fe/T-ZnO 晶须组成、性能的影响  43-45
    3.2.3 反应配比对Fe/T-ZnO 晶须组成、性能的影响  45-51
  3.3 Fe/T-ZnO 晶须的电磁性能研究  51-62
    3.3.1 Fe/T-ZnO 晶须与混杂体系的电磁性能对比  51-53
    3.3.2 Fe/T-ZnO 晶须的稳定性研究  53-62
第四章结论  62-63
致谢  63-64
参考文献  64-68
攻读硕士期间发表论文情况  68-69
附录（Matlab 模拟程序）  69-72

铁包覆四针状氧化锌晶须的制备与性能

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