羰基铁粉的抗氧化处理及其吸波性能

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1、密级无分类号TB34XI’ANTECHNOLOGICALUNIVERSITY硕士学位论文题目:羰基铁粉的抗氧化处理及其吸波性能作者：任朝闻指导教师：谢辉教授申请学位学科：材料加工工程2018年5月7日羰基铁粉的抗氧化处理及其吸波性能学科：材料加工工程研究生签字：指导教师签字：摘要随着空中军事力量的快速发展，飞行器速度不断提高，蒙皮等部位受空气摩擦导致工作温度不断上升，为了达到隐身效果，吸波剂原料要求耐高温、抗氧化。羰基铁粉具有高居里温度点（770℃）、高磁饱和强度、较大磁损耗以及在同样涂层厚度下吸收频带更宽等特点，因此在高温吸波领域有应用潜力

2、。本文通过表面氧化处理、无机包覆、机械球磨等方法提升羰基铁粉的抗氧化性能和吸波性能。首先，通过Stober方法制备SiO2包覆羰基铁粉。热重分析结果表明，均匀包覆的SiO2镀层阻止了原始羰基铁粉与氧气的接触，并推迟了羰基铁粉的起始增重温度点至330℃，但最终增重与原始羰基铁粉接近。SiO2包覆羰基铁粉与原始羰基铁粉相比介电常数降低，但磁导率基本没有变化。反射损耗计算结果显示，包覆SiO2后的羰基铁粉反射损耗略有减弱，吸收峰值对应的频率向高频移动。当吸波材料涂层厚度为2.3mm时，反射损耗低于-10dB的情况下SiO2包覆羰基铁粉的吸波频带宽度

3、可达3.045GHz，比原始羰基铁粉在同样条件下宽。因此，SiO2镀层不仅提高了羰基铁粉的抗氧化性，还提高了羰基铁粉的吸波损耗效果。为了达到更好的抗氧化效果，将羰基铁粉利用发蓝剂进行表面氧化，制备出发蓝处理羰基铁粉。热重分析表示，发蓝处理后的羰基铁粉比原始羰基铁粉抗氧化性有所提高。与原始羰基铁粉相比其介电常数降低，磁导率实部基本不变，磁导率虚部降低，导致发蓝处理后的羰基铁粉吸波性能下降。反射损耗计算结果显示，发蓝处理后的羰基铁粉的反射损耗与原始羰基铁粉相比并没有较大提升，而且吸收峰对应的频率向高频移动，吸波频带变窄。因此，仍需进一步研究，以望

4、得到兼具抗氧化性能和强吸波性能的吸波材料。最后，为了得到更好的高温抗氧化吸波材料，原始羰基铁粉依次进行了高能球磨处理、发蓝处理和SiO2包覆处理，最终得到兼具抗氧化性能和优良吸波性能的SiO2包覆发蓝处理片状羰基铁粉。热重分析表明，SiO2包覆发蓝处理片状羰基铁粉的抗氧化性能优于原始羰基铁粉、片状羰基铁粉和发蓝处理片状羰基铁粉。高能球磨处理后得到的片状羰基铁粉磁导率虚部上升，磁损耗提升，吸波性能优于原始羰基铁粉，但抗氧化性能略差于原始羰基铁粉。发蓝处理后的片状羰基铁粉，由于介电常数的提高，使得其阻抗匹配降低，吸波性能比原始羰基铁粉差，但抗氧化

5、性能明显优于原始羰基铁粉和片状羰基铁粉。最后将SiO2镀层包覆在发蓝处理后的片状羰基铁粉表面，其介电常数比发蓝处理片状羰基铁粉低，阻抗匹配提高，当吸波涂层厚度为2.0mm时，吸波损耗峰值为-20.74dB，优于发蓝处理片状羰基铁粉和原始羰基铁粉。因此，最后得到的SiO2包覆发蓝处理片状羰基铁粉是抗氧化性能优良且吸波性能强的吸波材料。关键词：羰基铁粉；介电常数；磁导率；吸波性能；抗氧化性Anti-oxidationTreatmentofCarbonylIronPowdersanditsMicrowaveAbsorptionPropertiesD

6、iscipline:MaterialsProcessingEngineeringStudentSignature:SupervisorSignature:AbstractWiththerapiddevelopmentoftheairforceandthehighspeedofaircrafts,thetemperatureofaircraftskinincreasesduetothefrictionbetweentheairandthesurfaceofaircraft.Therefore,microwaveabsorptionmateria

7、lsshouldsatisfythehightemperatureandoxidationresistancedemands.Carbonylironparticles(CIPs)havethepotentialofapplicationinthefieldofoxidationresistanceandmicrowaveabsorptionathightemperature.ThatisduetoitshighCurietemperature(770℃),highmagneticsaturationintensity,largemagnet

8、iclossandwideabsorptionbandwidthinthesamethickness.Inthispaper,theoxidationresista