纤维状镍钴合金粉吸波性能研究

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纤维状镍钴合金作为典型的多晶铁纤维,具有独特的形貌各向异性和磁晶各向异性,轴向磁导率高,密度小,是新型吸波材料中的研究热点。本文采用配位共沉淀-热分解法制备纤维状镍钴合金粉,首次研究其热分解机理和吸波性能,主要研究成果如下:在混合介质下通过配位共沉淀法制备了纤维状含氨草酸镍钴复盐前驱体,采用TG-DTA技术分析该前驱体在N2和CO2气氛下的热分解历程,以Starink法计算热分解反应的表观活化能,选取Tang-Liu-Zhang-Wang-Wang温度积分近似式,以主曲线法判定最概然机理函数类型,求算动力学机理函数的动力学指数和指前因子,结果表明:前驱体在不同气氛下的热分解历程相似,但分解温度不同;N2气氛下草酸镍钻热分解反应受化学反应控制,E=160.38kJ/mol,G(α)=[-1n(1-α)]0.29,A=2.96×1010s-1;C02气氛下草酸镍钻热分解反应受扩散控制,E=194.65kJ/mol,G(α)=[1-(1-α)0.5]0.25,A=3.78×1012s-1。根据传输线理论,计算分析了复相对介电常数区域和反射率随吸波体材料参数的变化规律,结果表明:厚度、频率或磁导率虚部越大,要求吸波体的复相对介电常数实部和虚部取值越小,吸波体越容易实现对电磁波的有效吸收;复相对介电常数实部和复相对磁导率实部的变化对吸收频率影响很大,而复相对介电常数虚部和复相对磁导率虚部的变化对吸收强度影响很大。首次研究了制备工艺对纤维状镍钻合金粉电导率和电磁参数的影响,分析了纤维状镍钻合金/石蜡复合材料的反射率,结果表明:增加钴含量、降低热分解温度或增大氧含量可使纤维状镍钴合金粉的电导率明显下降;氧含量为0.50wt%附近的纤维状镍钴合金粉阻抗匹配能力较差,吸波效果不理想;氧含量为2.92%附近的纤维状镍钴合金粉阻抗匹配能力较强;在2-18GHz频段内,电磁参数出现多峰共振现象,镍钴合金/石蜡复合材料对电磁波的衰减主要来自电损耗;随钻含量或涂层厚度增大,复合材料的吸收峰移向低频;当热分解温度为400℃,涂层厚度为2.5mm,Ni1Co1质量分数为67%时,Ni1Col/石蜡复合材料在5.84GHz处出现最小反射率-35.99dB,反射率小于-10dB的带宽为1.68GHz。
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