【摘 要】
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随着现代科学技术日新月异的发展,过度使用电子产品给人类带来了电磁辐射和污染。为了解决这一问题,研究高性能吸波材料是我们的重中之重。本文提出将磁性能较强的六角晶系——M型钡铁氧体与介电性能较好的碳材料相结合,得到吸波性能较强的复合材料。主要制备了稀土Nd掺杂M型钡铁氧体以及其与三种不同碳材料混合后的复合材料,并研究了它们的微观结构、电磁参数和吸波性能。主要结论如下:（1）通过溶胶凝胶和自蔓延合成法制
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随着现代科学技术日新月异的发展,过度使用电子产品给人类带来了电磁辐射和污染。为了解决这一问题,研究高性能吸波材料是我们的重中之重。本文提出将磁性能较强的六角晶系——M型钡铁氧体与介电性能较好的碳材料相结合,得到吸波性能较强的复合材料。主要制备了稀土Nd掺杂M型钡铁氧体以及其与三种不同碳材料混合后的复合材料,并研究了它们的微观结构、电磁参数和吸波性能。主要结论如下:（1）通过溶胶凝胶和自蔓延合成法制备了BaNdxFe12-xO19纳米颗粒,随着Nd的增加,纳米颗粒的晶粒尺寸在逐渐减小,所有颗粒的纳米尺寸在40-90nm范围内。同时,BaNdxFe12-xO19纳米颗粒的饱和磁化强度先增加再减小,矫顽力却是在不断的增加。Nd3+的加入提高了钡铁氧体的吸波性能。Nd0.15-BaM的吸波性能最好,最小反射损耗为-17.91d B,此时的频率为12.56GHz,厚度为3mm。（2）将Nd0.15-BaM与类富勒烯（OLC）通过机械球磨法混合后得到复合材料。OLC呈圆球形,直径为5-10nm左右。由于其拥有高的电导率,它的加入提高了Nd0.15-BaM的吸波性能。当OLC的添加量为8%时,其在18GHz处的最小反射损耗为-27.10d B,匹配的厚度为5mm。当OLC的添加量为10%时,其在18GHz处的最小反射损耗为-47.31d B,匹配的厚度为5mm。但其涂层的厚度太厚,无法达到轻质的要求。（3）将Nd0.15-BaM与氧化石墨烯（GO）通过机械球磨法混合后得到复合材料。GO为片状结构,钡铁氧体的颗粒附着在GO的片上。GO的加入提高了复合材料的介电常数。Nd0.15-BaM/3%GO的实部值最大,其拥有最佳的介电损耗。Nd0.15-BaM/3%GO的有效吸收宽带是6.67GHz（9.99-16.66GHz）。在厚度为2mm时,它的反射损耗值为-82.07d B,在厚度为2.5mm时,它的最小反射损耗为-53.51d B。（4）将Nd0.15-BaM与羧基化的多壁碳纳米管（CNTs）通过机械球磨法混合后得到复合材料。CNTs的含量增加会使得材料的饱和磁化强度降低,矫顽力升高。CNTs的加入很大程度上改善了Nd0.15-BaM的吸波性能。Nd0.15-BaM/8%CNT,它的最小反射损耗值为-123.12d B,此时的频率为7.97GHz,厚度为2.5mm,有效吸收宽带为5.46GHz（5.96-11.42GHz）。当厚度为1.5mm时,它的最小反射损耗在14.12GHz可以达到-68.83d B,有效吸收宽带有7.32GHz。综上所述,掺杂Nd3+后的钡铁氧体吸波性能有了些许提升。与碳材料复合后的材料,吸波性能提升很明显,这说明Nd3+的掺杂和碳材料可以形成协同效应,更大程度上改善M型钡铁氧体的吸波性能。
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