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针对南海地区常年高温的地理环境及重要的军事战略地位,开发具有保温及吸波性能的复合材料的需求愈加迫切。为此,本文采用溶胶凝胶法制备了稀土改性钛酸钡纳米粉体,并以改性钛酸钡、铁氧体、石墨作为吸波剂,填充于多孔玻璃陶瓷基体中,对所得的复合材料进行吸波性能测试。 本文利用溶胶凝胶工艺制备分别掺杂镧(La)、铈(Ce)、钕(Nd)、镨(Pr)、钇(Y)的改性钛酸钡粉体。结合FTIR、TG-DSC测试手段对钛酸钡干凝胶的反应机理进行研究,同时利用XRD、SEM、矢量网络分析仪等测试手段对不同稀土改性钛酸钡的晶型结构、表面形貌及电磁性能进行分析探讨。结果显示:所得试样均为四方相,粉体粒径均匀且分散相较好。与纯钛酸钡相比而言,稀土改性钛酸钡的电磁性能随频率的变化幅度明显降低,峰值位置发生了一定程度的红移,其中Nd掺杂时钛酸钡的介电常数变化最大。选用稀土钕为研究对象,探讨稀土掺量对钛酸钡结构及电磁性能的影响。随着稀土Nd掺量的不断增加,试样晶格常数a不断增大,晶轴比不断减小,愈加接近于1。介电常数实部、虚部随频率的变化趋势接近相同,但是曲线峰值的位置和大小发生了一定的变化,在稀土掺量为1%时取得最大值,且峰值位置向低频移动。 采用电损耗吸波剂石墨、磁损耗吸波剂铁氧体与多孔玻璃陶瓷基体进行复合制备多孔玻璃陶瓷基吸波材料。在石墨掺量为2%的情况下,研究铁氧体掺量及试样厚度对多孔玻璃陶瓷基复合材料吸波性能的影响。实验结果表明:在一定的厚度情况下,铁氧体掺量的增加能明显改善复合材料的吸波性能,但是铁氧体的掺量是有一定限度的,在20%时性能最优,继续提高铁氧体的掺量,会导致试样表面的阻抗匹配变差,引起电磁波的大量反射使得吸波性能下降。 在石墨、铁氧体掺量一定的情况下,改变稀土改性纳米钛酸钡的掺量,实验结果表明:在一定厚度的情况下,当钛酸钡掺量较少时,试样的吸波性能反而有所减弱,随着掺量增加至10%时,材料的吸波性能得到了明显的改善,带宽达13GHz,继续增加钛酸钡掺量,则会破坏试样表面的阻抗匹配,增大入射电磁波的反射,使得整体吸波效果减弱。同时,厚度在一定程度上影响着复合材料的阻抗匹配,因而不同的吸波剂掺量对应于不同的最佳匹配厚度。