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吸波材料由于能够吸收衰减入射的电磁波,减少电磁波辐射,在军事和民用方面的应用日益重要。本论文以制备性能优良的微波吸收材料为研究方向,系统地研究了金属微粉Fe屑、M型钡铁氧体、改性空心微球和掺杂ZnO等粉体的制备、结构和性能,讨论了产生电磁损耗和微波吸收的机理。采用热分解法对机械加工废料Fe屑进行除油,得到厚度约0.5μm的不规则片状Fe粉。微波电磁性能测试结果表明:在2-18GHz,Fe屑具有一定的磁损耗性能,其磁导率实部μ′、虚部μ″和磁损耗因子tanδM分别为0.770-1.283、0.029-0.471和0.031-0.517。反射率测试结果表明:随样品中Fe屑含量和样品厚度的增加,样品对电磁波的衰减逐渐增大,并且产生最大衰减的频率向低频方向移动。Fe屑含量为33.3%时,有最大衰减-14.371dB,小于-10dB的频宽达2.56GHz。当样品厚度为5.4mm时,最大衰减为-15.719dB,小于-10dB的频宽约为1GHz。分别采用共沉淀-熔盐法和化学沉淀-局部规整法制备了六角晶系BaFe12O19前驱体和胶状BaCO3包覆在铁黄粒子表面的前驱体。将这两种前驱体分别在850℃和1000℃进行煅烧,得到一维纳米片状和针状BaFe12O19粉体。磁损耗性能表明:在2-18GHz,片状与针状BaFe12O19的μ’、μ"和tanδM具有相近的数值,整体上片状BaFe12O19磁损耗稍大,其μ′、μ″和tanδM分别为0.847-1.110、0.031-0.224和0.028-0.231。反射率结果表明:在2-18GHz,片状和针状BaFe12O19的反射率均在-5dB以下,最小反射率分别为-18.197dB和-18.282dB,小于-10dB的频宽达到10.24GHz。采用Sn-Pd胶体溶液作为活化剂,在空心微球表面分别活化-化学镀金属Co、Ni、Ni-Fe和Co-Fe镀层,得到了致密均匀且由纳米颗粒组成的镀层。磁损耗性能表明:化学镀后空心微球μ’、μ"和tanδM在2.6-12GHz的低频范围增加不显著,而在12-18GHz的高频范围则显著增加。反射率结果表明:镀Co和Co-Fe微球对电磁波的衰减明显优于镀Ni和Ni-Fe的空心微球。其中,镀Co微球在6.48GHz产生最大衰减-24dB,低于-10dB的频宽最宽,为8.88GHz。采用固相合成法制备ZnO前驱体,研究了煅烧温度、保温时间和煅烧气氛对ZnO粉体微波介电性能的影响。结果表明,前驱体分别在400-800℃不同温度下保温1.5h煅烧、在600℃不同保温时间煅烧以及在800℃空气、H2气和N2气气氛下进行煅烧,均得到纤锌矿结构的ZnO粉体。介电性能测试结果表明:在8.2-12.4GHz,随煅烧温度升高,样品的介电常数实部ε′与虚部ε″先增大后减小,在700℃达到最大,平均值分别为2.80和0.52。介电损耗因子tanδE在800℃达到最大,平均值为0.19。不同保温时间下所得ZnO粉体的ε′与ε″,随保温时间的增加略有增加,其ε′在2.52-2.62、ε″在0.4-0.49,tanδE的变化不明显。在H2气气氛下煅烧所得ZnO粉体的ε′、ε″和tanδE比在空气和N2气下煅烧所得ZnO粉体的明显增大,分别约为7.5、2.5和0.3。采用第一性原理赝势法,计算了Al掺杂前后ZnO的能带结构、态密度和复介电函数。计算结果表明:掺杂后ZnO的晶胞体积基本不变,费米能级移动进入导带。在能量较低时,Al3+掺杂ZnO的ε′和ε″均比未掺杂时增大。采用固相反应法制备不同Al掺杂的ZnO前驱体,将Al掺杂量为10at%的前驱体分别在400-800℃保温1.5h进行煅烧,将不同Al掺杂量的前驱体在600℃保温1.5h进行煅烧,均得到纤锌矿结构的ZnO粉体。XPS结果表明,在样品中Al是以Al3+的形式存在,形成了替位式掺杂。介电性能测试结果表明:在8.2-12.4GHz,不同煅烧温度下所得Al掺杂ZnO粉体,随温度升高,ε’、ε"和tanδE都是先增加后减小,在600℃达到最大,分别约为4.32、2.34和0.56。随Al掺杂量的增加,ε’、ε"和tanδE明显增加。ε’和ε"在Al掺杂量为20at%时达到最大,分别约为4.73和2.51,tanδE在Al掺杂量为10at%时达到最大,约为0.56。实验结果与第一性原理计算结果相比,都表现出Al3+掺杂后ZnO的介电函数ε′和ε″均比未掺杂时增大的趋势。采用固相反应法制备不同Co掺杂的ZnO前驱体,将Co掺杂量为5at%的前驱体分别在400-800℃保温1.5h进行煅烧,将不同Co掺杂量的前驱体在600℃保温1.5h进行煅烧,以及将Co掺杂量为5at%的前驱体在800℃不同气氛条件下煅烧,均得到纤锌矿结构的ZnO粉体。XPS结果表明,600℃煅烧所得Co掺杂ZnO粉体中,Co是以Co2+或Co2+和Co3+的形式替代Zn2+,形成替位式掺杂;800℃煅烧所得Co掺杂ZnO粉体中,Co仅以Co2+的形式存在。但在H2气气氛中煅烧时,Co是以Co2+和Co3+的形式存在。Co掺杂ZnO粉体电磁性能结果表明:在8.2-12.4GHz,不同煅烧温度下所得Co掺杂ZnO粉体,随温度升高,μ’、μ"以及tanδM是先增大后减小,600℃达到最大,分别约为0.98、0.46和0.52。随Co掺杂量的增加,μ’和μ"逐渐增大,在15at%时达到最大,分别约为1.03和0.54,而tanδM则是先增大后减小,在Co掺杂量为10at%时达到最大,为0.54。在H2气下煅烧所得ZnO粉体的ε′、ε″和tanδE比在空气和N2气下煅烧所得ZnO粉体的明显增大,分别约为5.27、1.21和0.239。同样,在H2气下煅烧所得Co掺杂ZnO粉体的μ′、μ″和tanδM比在空气和N2气下煅烧所得ZnO粉体的明显增大,分别约为9.68、6.37和0.94。