易面各向异性铁硅,铁镍磁性粉体微波吸收性能的研究

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随着高端电子设备和通讯设施的广泛应用,电磁干扰已经对人类生活,工业和军事应用中造成了严重影响。因此,研究和开发用于微波吸收和抗电磁干扰的材料是非常关键的。我们都知道,一款高效的吸波材料需要具有“薄,轻,宽,强”即:“厚度薄,质量轻,吸收频带宽,吸波性能强”的特点。近年来,磁性材料包括铁,钴,镍及其合金,由于其优异的电磁性能,高的饱和磁化强度和Snoek极限;同时具有大的折射率,可以压缩波长;兼具磁损耗和介电损耗,在微波吸收领域引起了广泛研究。然而,到目前为止,对磁性微波吸收材料的研究主要集中在X(8-12 GHz)波段,对S(2-4 GHz)和L(1-2 GHz)波段的研究特别少。这是由于工作在低频段,获得薄层高效吸收的吸波体需要高的磁导率,而传统的轴各向异性的磁性材料不能满足这一要求。对于铁基磁性微粉,基于阻抗匹配理论及四分之一波长模型,高的磁导率及与之相匹配的介电常数更有利于在低频段获得薄层高效吸收。根据磁矩进动双各向异性模型,具有易面各向异性的软磁材料,其高频磁性可以表达为:fr(μi-1)=γ/4πMs(?)其中Hφ为面内各向异性场,Hθ为面外各向异性场。对于具有易面各向异性的材料,由于面外各向异性场远大于面内各向异性场。因此,这种材料可以轻松突破Snoek极限的限制,使得样品在GHz水平保持高的磁导率,更有利于在低频段实现薄层高效吸收。然而,具有高磁导率的磁性金属合金往往具有高的介电常数,这明显削弱了其微波吸收性能。因此,为了获得优异的微波吸收性能,必须满足阻抗匹配,材料应具有与磁导率相匹配的介电常数。以往的研究表明,对磁性粉体进行表面改性是降低介电常数和改善吸收性能的有效途径。因此,为了在S和L波段获得优异吸波性能,基于以上理论和模型,制备了具有易面各向异性的铁硅和铁镍磁性微粉,并对其进行表面改性,提高其阻抗匹配性能,并对其电磁特性,微波吸收性能,以及吸波机制进行了研究。
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