天然尖晶石型鐵氧體(鐵砂)基復(fù)合吸波涂料特性

以鐵砂為原料制備一種尖晶石型鐵氧體電波吸收材料，在７－１２ｇｈｚ范圍，發(fā)現(xiàn)有兩個吸收峰，吸收量在９－１３ｄｂ；將鐵氧體吸收體和鐵砂吸收體組成復(fù)合電波吸收材料，亦有兩個吸收峰，一峰向低頻區(qū)偏移，吸收量增至１４．５ｄｂ；以復(fù)合吸收體為基礎(chǔ)材料，在其中添加六角鐵氧體和稀土元素，可改變吸收峰位置，提高吸收量，最大可達(dá)２７ｄｂ。

在鐵氧體基復(fù)合電波吸收材料中通過混合磁介質(zhì)、介電型和電阻型吸收材料，在７～１２ｇｈｚ頻段研究吸波特性。發(fā)現(xiàn)磁介質(zhì)和電介質(zhì)的加入使吸收量增加，吸收量ａ＞２０ｄｂ，匹配厚度ｈ＜１ｍｍ，面密度δ＜１．８ｋｇ／ｍ２。而電阻型介質(zhì)的加入，使吸收量降低，匹配厚度增加。鐵氧體、電介質(zhì)和電阻型介質(zhì)混合制成混合型電波吸收材料，再添加不同的磁性材料，發(fā)現(xiàn)吸收量增加，達(dá)到３０ｄｂ，帶寬也增加，１５ｄｂ帶寬為２．８ｇｈｚ，匹配厚度增加，ａ～ｆ曲線出現(xiàn)多峰，匹配厚度與頻率有關(guān)。

在鐵砂基復(fù)合電波吸收材料中混入一定量介電型吸收材料,使基礎(chǔ)材料吸收量明顯增加,由13db增至27db,匹配厚度仍保持在1.2mm左右,混入一定量的電阻型吸收材料,吸收量由13db略增至15db,匹配厚度明顯增加達(dá)1.48mm,吸收曲線變得平緩,同時混入二種類型只收介質(zhì)未產(chǎn)生積累效果,因此可用它們來調(diào)整某些特性以滿足不同需要

在基礎(chǔ)吸收材料（鐵砂）中，添加六角、立方晶系鐵氧體和稀土元素制成復(fù)合電波吸收材料。發(fā)現(xiàn)在７．０～１２ｇｈｚ有兩個吸收峰，添加少量稀土元素可明顯提高材料的吸收量，最大可達(dá)２７ｄｂ；添加六角鐵氧體可使第一吸收峰頻率移向低頻段；添加尖晶石型鐵氧體可使第二吸收峰移向高頻區(qū)，吸收頻段擴(kuò)大、帶寬增加．這種以鐵砂為基的電波吸收材料具有電波吸收特性優(yōu)良、價廉、易加工和使用方便等特點。

通過氣-固相反應(yīng)法制備α-fe與w型六角鐵氧體復(fù)合材料。通過xrd分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著還原反應(yīng)溫度和時間的增加,六角結(jié)構(gòu)鐵氧體相逐漸轉(zhuǎn)換為feco、bafe2o4相,形成了金屬合金相和鐵氧體相雙相材料。對樣品的微波磁特性的研究發(fā)現(xiàn)其磁譜從鐵氧體的鐵磁共振型磁譜逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘俚某谠バ痛抛V,材料的損耗機(jī)制發(fā)生了明顯變化。

由天然尖晶石鐵氧體（鐵砂）為基制備的復(fù)合電波吸收材料，在７～１２ｇｈｚ，吸收率ａ為１２～２７ｄｂ，匹配厚度ｄ為１．４ｍｍ。將幾種鐵砂基復(fù)合吸收材料制成雙層結(jié)構(gòu)電波吸收體，ａ最大達(dá)４０ｄｂ，匹配厚度ｄ為１ｍｍ，頻帶增寬。這是一種廉價的吸收材料，其造價僅為一般鐵氧體吸收材料的１／１０，有較大實用價值。

以電熔合成鐵鋁尖晶石-剛玉復(fù)合材料和電熔鎂砂為原料制備了鐵鋁尖晶石-鎂鋁尖晶石復(fù)合材料。檢測了各燒后試樣的線變化率、體積密度和顯氣孔率,并用xrd、sem等研究了鎂砂與電熔鐵鋁尖晶石-剛玉復(fù)合材料之間的反應(yīng),結(jié)果未發(fā)現(xiàn)有單一的鎂鋁尖晶石相生成,在高溫下,mgo與鐵鋁尖晶石-剛玉之間存在互擴(kuò)散,形成鎂鋁尖晶石和鐵鋁尖晶石固溶體;隨著鎂砂細(xì)粉加入量的提高,鎂鋁尖晶石向鐵鋁尖晶石中的固溶量加大;當(dāng)電熔鐵鋁尖晶石-剛玉復(fù)合材料以顆粒加入時,發(fā)現(xiàn)在某些鐵鋁尖晶石顆粒周圍存在環(huán)形裂紋;隨著鎂砂加入量的提高,試樣的顯氣孔率下降,體積密度增大。

根據(jù)最近(2008.10.10)舉行的第十屆國際磁鐵氧體會議(icf10)和第十三屆全國磁學(xué)會議(2008.10.31)資料,以及近兩年有關(guān)專業(yè)會議文獻(xiàn)等,綜合報導(dǎo)了ghz用六角鐵氧體和鐵氧體復(fù)合材料研究國內(nèi)外近期動態(tài)。

文章通過放電等離子燒結(jié)技術(shù)(sparkplasmasintering,簡稱sps),燒結(jié)由化學(xué)沉淀法制備的zn0.5ni0.5fe2o4包覆的純fe微米級顆粒,實驗結(jié)果表明:經(jīng)化學(xué)包覆后燒結(jié)的塊體復(fù)合材料較純鐵矯頑力明顯降低具有優(yōu)異軟磁性能。

用鐵砂（磁鐵礦）尾礦為原料可制備性能優(yōu)良的電波吸收材料。在８－１２ｇｈｚ，其最大吸收量達(dá)１８ｄｂ，匹配厚度０.５８ｍｍ帶寬２．５ｇｈｚ。鐵砂尾礦經(jīng)４５０℃淬火處理后最大吸收量可提高到２８.４ｄｂ；用尖晶石型鐵氧體吸收材料代替部分尾礦可使吸收峰位置移向高頻區(qū)；過渡族金屬離子的加入使吸收量和帶寬有較大的增加，最大吸收量達(dá)２９ｄｂ，１０ｄｂ帶寬３．５ｇｈｚ；不同電性介質(zhì)加入，也能改善其吸收特性，差異較大。尾礦用于生產(chǎn)吸波材料；變廢為寶，有較高的經(jīng)濟(jì)效益。

用鐵砂(磁鐵礦)尾礦為原料可制備性能優(yōu)良的吸收材料。在8～12ghz,其吸收量達(dá)18db,匹配厚度0.58mm,10db帶寬2.5ghz,鐵砂尾礦經(jīng)相變熱處理后吸收量可提高到28.4db,用尖晶石型鐵氧體吸收材料代替部分尾礦可使吸收峰位置移向高頻區(qū);過渡族金屬離子的加入使吸收量和帶寬有較大的增加,a=29db,10db帶寬3.5ghz;不同電性介質(zhì)加入,也能改善其吸收特性,差異較大。

采用噴射-沉淀法制備了納米晶ni-zn鐵氧體粉料。在10~110mhz通過agilent阻抗儀測量納米晶ni-zn鐵氧體/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料磁導(dǎo)率。結(jié)果表明:600℃下煅燒1.5h,噴射-共沉淀法制備nizn鐵氧體晶粒尺寸約為30nm;隨著環(huán)氧樹脂含量減少和成型壓力增大,納米晶ni-zn鐵氧體/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料磁導(dǎo)率實部μ'逐漸增大、虛部μ″逐漸減小;相同工藝條件下,ni-zn鐵氧體晶粒尺寸增大,磁導(dǎo)率實部μ'逐漸增大而虛部μ″減小,納米ni0.4zn0.6fe2o4具有最佳磁導(dǎo)率。

采用傳統(tǒng)陶瓷工藝制備mnzn鐵氧體材料。對影響mnzn鐵氧體材料阻抗的因素和機(jī)理分析，提出了提高阻抗的方法。即添加適量sio2和caco3、coo、v2o5等雜質(zhì)，以及優(yōu)化燒結(jié)工藝，通過提高鐵氧體材料的q值和電阻率，從而間接地提高阻抗。

利用空氣加熱氧化法在不同溫度下對碳納米管(cnts)進(jìn)行預(yù)處理,然后用混酸對cnts做進(jìn)一步的處理。采用原位復(fù)合法與溶膠-凝膠法結(jié)合制備出鍶鐵氧體包覆的改性cnts。利用ft-ir、tem、xrd、sem等檢測了樣品的性能。結(jié)果表明,cnts表面引入了大量的羥基、羰基,其水溶性明顯增強(qiáng);并制備出了包覆均勻致密的碳納米管-鍶鐵氧體(cnts-srferrite)樣品。

用熱力學(xué)分析了鐵鋁尖晶石的成因,并對比了shs-離心法與shs-重力法中的鐵鋁尖晶石形成。熱力學(xué)分析表明,用鋁熱劑在大氣環(huán)境下合成陶瓷復(fù)合鋼管,鐵鋁尖晶石相為平衡相。與shs-離心法相比,shs-重力法合成的陶瓷復(fù)合鋼管的陶瓷層中鐵鋁尖晶石相含量很低,并呈孤立的形式存在于氧化鋁相之中。shs-重力法更有利于feal2o4的消除

通過對鐵鋁尖晶石合成過程反應(yīng)機(jī)理及mgo-al2o3-feon三元體系中可能發(fā)生的高溫反應(yīng)進(jìn)行熱力學(xué)分析,嘗試采用原位合成法制備方鎂石-鐵鋁尖晶石材料,并用xrd、sem等測試方法對材料進(jìn)行了表征。結(jié)果表明:控制氣氛10(–27117.9/t+11.54)<po2<10(–32625/t+18.09),經(jīng)過1400,1550℃高溫處理后,能夠成功合成出方鎂石-鐵鋁尖晶石材料;同一溫度下鐵鋁尖晶石的生成量隨著金屬鐵加入量的增大而逐漸增多,1550℃處理后的試樣feal2o4晶體發(fā)育更加良好。

采用陶瓷燒結(jié)方法制備了ba2ni2-xznxfe12o22(x=0,0.8)六角鐵氧體。x射線衍射(xrd)分析表明樣品為單相y型六角鐵氧體,掃描電鏡(sem)觀察顯示樣品形貌呈球狀顆粒,直徑約為500nm。用駐波比法在1~4ghz頻率范圍測量了樣品的微波吸收率,發(fā)現(xiàn)zn2+摻雜對ni2y型六角鐵氧體的微波吸收性能影響很小,在頻率2.4ghz,材料對微波均有較強(qiáng)的吸收峰,對厚度d=1.2mm的樣品,吸收率達(dá)85%。

磁鉛石型六角鐵氧體（ｍｏ·６ｆｅ２ｏ３，ｍ＝ｂａ、ｓｒ）是重要的永磁材料和具有潛在應(yīng)用價值的磁記錄材料。本文綜述了近年來在磁鉛石型鐵氧體納米磁粉的合成與制備領(lǐng)域的一些最新研究進(jìn)展，包括化學(xué)共沉淀法、溶膠－凝膠法、水熱法、機(jī)械球磨法、玻璃晶化法、有機(jī)樹脂法、液體混合技術(shù)等，并對各種合成方法進(jìn)行了簡要評價。

以堿式碳酸鎂和金屬鋁粉為原料,ni(oh)2為添加劑,采用x射線衍射和差示掃描量熱分析,以及拉曼光譜、高分辨透射電鏡研究了納米晶mgal2o4-c復(fù)合粉體的機(jī)械合金化法制備。結(jié)果表明:采用機(jī)械合金化的方法,經(jīng)過15h的研磨后可直接制備高度分散的納米晶尖晶石-碳復(fù)合粉體;隨著研磨時間的延長,尖晶石及碳的生成量增多,碳的石墨化程度有所改善,研磨50h后,金屬鋁和堿式碳酸鎂之間反應(yīng)基本完成;ni(oh)2的加入可加快體系的反應(yīng)進(jìn)程,促進(jìn)尖晶石的形成,同時對反應(yīng)體系中產(chǎn)物碳的石墨化具有明顯促進(jìn)作用。

鐵砂包括天然鐵砂和人造鐵砂 天然鐵砂砂礦開采出來破碎后經(jīng)數(shù)道復(fù)雜工藝加工而成，排水密度高，含鐵量有各 種等級，特別適合配重使用。 人造鐵砂（碳（c）≤0.50；錳（mn）≤2.20；硅（si）≤2.20；硫（s）≤0.25；磷 （p）≤0.50）是以鋁礬土、無煙煤、鐵屑為主要原料，在電弧爐內(nèi)經(jīng)高溫冶煉而成，呈 棕褐色，韌性好，顯微硬度1800-2200kg/mm2，體積密度≥3.85g/cm3，耐高溫、耐火度 高達(dá)1850℃，可做耐火材料，也可用作磨料。用它制成的磨具，適于磨削抗張強(qiáng)度較高 的金屬，如各種通用剛材，可鍛鑄鐵，硬青銅等。鐵砂包括鐵砂丸、噴涂鐵砂、霧化鐵 砂、配重鐵砂 鐵砂丸主要用于鋼材表面噴砂預(yù)處理。由鐵丸熱處理后破碎成的鐵砂，硬度高、棱 角鋒利、其破碎后形成的尖銳的邊緣使其具有高速噴刻蝕和刮削特性。特別用對刻蝕和 刮削要求較

3.4.4鎂鐵鋁尖晶石材料的理化指標(biāo) 以電熔鎂砂、高純燒結(jié)鎂砂、氧化鋁微粉以及合成出的hercynite 尖晶石按照顆粒級配混合，在全自動液壓機(jī)上成型，經(jīng)1650℃以上 的高溫?zé)珊?，進(jìn)行理化指標(biāo)檢測，如表3。 表3mgo-hercynite材料的理化指標(biāo) 項目單位魯中鎂鐵鋁 磚 國外鎂鐵鋁 磚 國外鎂鉻磚 mgo%≥85≥85≥75 al2o3%4.5-7.03.5-5.02.0-4.0 fe2o3%3.5-6.03.5-7.57.0-10.0 cr2o3%————8.0-10.0 體積密度g/cm3≥2.9≥2.9≥3.0 常溫耐壓強(qiáng)度mpa≥50≥60≥50 荷重軟化溫 度，0.2mpa ℃≥1650≥1650≥1650 導(dǎo)熱系數(shù)，λ w/m.k （熱線法）※ 350℃3.4634.5

在早期的水泥回轉(zhuǎn)窯中,高溫帶內(nèi)襯主要采用的是高鋁(70%～80%)質(zhì)耐火材料。隨著燒結(jié)溫度的進(jìn)一步提高和生產(chǎn)能力的不斷增加,鎂鉻磚因其對堿性水泥成分的惰性和良好的結(jié)窯皮能力,在20世紀(jì)六、七十年代作為內(nèi)襯材料被廣泛應(yīng)用于水泥回