纳米铁磁复合材料(Ni,Zn)Fe2O4高频和宽频范围内的介电与磁性能研究开题报告

 2022-03-23 19:39:28

1. 研究目的与意义

电磁波在当代社会应用极为广泛,它在改善人类生活的同时,其伴随产生的电磁辐射对人类身体健康也有损害。研究表明电磁辐射对人体的中枢神经系统、血液及心血管系统、生殖系统及免疫系统均有不同程度的危害。随着现代科学技术尤其是电子工业技术的高速发展,不同频率的电磁辐射也在不断充斥着人们的生活空间,破坏了人类良好的生态环境,造成严重的电磁污染。不少科学家预言,在21世纪,电磁波污染将成为生态环境首屈一指的物理污染。电磁场以电磁波的形式传递能量,只有使用电磁波吸收材料,使电磁波能转化为热能或其他形式的能,才能有效清除电磁污染。因此随着现代科学的发展,寻找一种能抵挡并削弱电磁波辐射的材料一吸波材料,成为当今材料科学的一大课。吸波材料指能吸收、衰减入射的电磁波,并将其电磁能转换成热能耗散掉或使电磁波因干涉而消失的一类材料。吸波材料的种类发展至今已有十多种。按材料损耗机理,吸波材料可分为电阻型、电介质型和磁介质型。铁氧体、金属微粉、钛酸钡、碳化硅、石墨、导电纤维等均为传统吸波材料,它们通常都存在吸收频带窄、密度大等缺点,应用范围受到了限制。新型吸波材料则要求满足薄、宽、轻、强。 单一类型的材料难以满足吸波材料的厚度薄、频段宽、质量轻、吸收强的需求, 因此可将多种材料进行复合以达到最佳效果。此外,纳米材料具有极高的电磁波吸收性能, 兼具吸波频带宽、密度低、厚度薄、兼容性好等优点。因此,针对吸波材料薄、轻、宽、强等性能方面的更高要求,需要首先研制出具有吸波性能的纳米粉体,然后根据具体要求将不同种类的纳米粉体进行各种形式的复合以获得最佳吸波性能。以期得到同时具有电损耗和磁损耗的吸波材料, 从而达到宽频带、强吸收、低密度的目的。而能兼容米波、厘米波、毫米波、红外和激光等多波段的复合吸波材料是吸波材料的研究热点之一。

本课题就是利用混杂工艺制备纳米铁氧体(Ni,Zn)Fe2O4复合材料,研究其在高频与宽频条件下的磁性能与电磁波的反射系数之间的关系,建立复合材料的组份与磁导率在高频下的吸波性能。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容:

(1)采用溶胶-凝胶工艺制备纳米的(ni,zn)fe2o4 粉末,利用制备好的纳米铁氧体粉末与高聚物(如玻璃与polymer)形成纳米复合物;

(2)利用agilent阻抗分析仪和微波测试仪测试铁氧体纳米复合粉体的介电性能与磁性能,其中介电性能为高频与宽频的介电常数与介电损耗,磁性能为同频率下的磁导率与磁损耗;

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3. 研究的方法与步骤

采用的研究方法:

(1)采用溶胶-凝胶工艺制备纳米的(ni,zn)fe2o4 粉末;

(2)利用制备好的纳米铁氧体粉末与高聚物(如玻璃与polymer)形成纳米复合物;

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4. 参考文献

[1] christian brosseau and philippe talbot, effective permittivity of nanocomposite powder compacts[j]. ieee transactions on dielectrics and electrical insulation (2004)819.

[2] ya chun chen,a ching chen li,a yi fan le, etc. high electromagnetic adsorption at radiofrequency by impedance matched carbon nanotube composites[j]. journal of materials chemistry (2008) 4616.

[3] a. verma, t.c. goel, r.g. mendiratta, m.i. alam, dielectric properties of nizn ferrites prepared by the citrate precursor method[j]. materials science and engineering b60 (1999) 156.

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5. 计划与进度安排

毕业设计工作进度安排:

(1)2022年3月2日-3月13日:完成毕业论文任务书;

(2)2022年3月14日-3月20日:开题报告;

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