片状钛酸钡的制备及其电磁性能研究

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1、大连理工大学硕士学位论文片状钛酸钡的制备及其电磁性能研究姓名：荆丽娜申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：王桂芹20081201人连理一[人学硕+学位论文摘要本论文分别以乙醇和异丙醇为溶剂，采用改进的溶胶一凝胶法首次制备了片状钛酸钡(Flake-shapedBariumTitanate，FBT)粉体，并用传统的溶胶一凝胶法制备了普通钛酸钡(BariumTitanate，BT)粉体作为对比，对它们的微观形貌进行了表征，同时分析比较了片状钛酸钡／环氧树脂复合平板和普通钛酸钡／环氧树脂复合平板的电磁波吸收性能。利用X射线衍射仪(X-raydiffraction，X

2、RD)、拉曼光谱(RamanSpectrum)、扫描电子显微镜(Scanningelectronicmicroscope，SEM)、差热分析仪(DifferentThermalAnalysis，DTA)和热重分析仪(ThermogravimetryAnalysis，TG)等分析手段对FBT和BT粉体进行了形貌结构表征。结果表明：以异丙醇为溶剂，900℃煅烧后FBT和BT粉体中主要为BaTiO。相，还存在少量碳酸钡(BaCG，Be)，而BT粉体中还出现了少量的Ba：TiO。；以乙醇为溶剂，900。C煅烧后所得产物最纯，FBT粉体中只有钛酸钡相，而BT粉体中除BaTiO

3、。外还存在少量的碳酸钡。可见，以乙醇为溶剂能制备出较高纯度的钛酸钡粉体。分别以两种溶剂制备的FBT粒径大多在20---40um之间，厚度在3～5um之间，具有明显的片状形貌，表面较光滑；而BT粒子没有规则的形状，表面粗糙，粒径不均匀。采用同轴法测试了制备的钛酸钡粉体(FBT和BT)的电磁常数，并按照钛酸钡粉体在基体中的不同含量制备了厚度为4mm的钛酸钡／环氧树脂复合平板。利用弓形法在无回音吸波暗室中对钛酸钡／环氧树脂复合平板的吸波性能进行了实验测试，并分析了吸波剂填充含量对电磁波吸收影响；针对其吸收特性探讨了片状钛酸钡的吸收损耗机理。电磁常数测试结果显示，FBT粉体

4、在12一--18GHz时，复介电常数的实部s’和虚部s。都出现一个较大的峰，而且随着温度的升高，峰的宽度也逐渐变宽，峰的顶点值即介电常数最大值也逐渐增大，这说明FBT粉体在12～18GHz能引起较大的介电损耗。通过分析复合平板的吸波性能可知：FBT含量对复合平板吸收峰值和吸收主频率影响较大，而BT含量对复合平板吸收峰值有一定影响，对吸收主频率影响较小，分别用两种溶剂制备的FBT吸波剂在复合平板中含量达到30％时都取得了较好的吸波效果。综合比较吸收峰值和有效吸收带宽，FBT／环氧树脂复合平板吸波性能要好于BT／环氧树脂复合平板，这主要是因为片状钛酸钡有较大的比表面，从

5、而能产生较大的偶极距，使得吸收剂的吸收和散射截面都较大，因此其吸波性能得到了提高。但由于不同溶剂制得片状钛酸钡质量不同，可以发现片状钛酸钡(乙醇溶剂)／环氧树脂复合平板对电磁波有较大的损耗，吸收峰值达至1]-9dB，吸收主频率移动到较低频率8．5GHz左右。关键词：片状钛酸钡；溶胶一凝胶；电磁常数；吸波性能片状钛酸镑{的制螽及奠电磁性畿磅究TheInvestigationofSynthesisandElectromagneticCharacteristicsofFlake—shapedBariumTitanatePowderAbstractInthisdissert

6、ation，theflake—shapedbariunltitanate(FBT)powderswerefirstlypreparedbyamodifiedsol--gelmethodusingn—butanolandethanolassolventrespectively,andbariumtitanate(BT)powderswerepreparedbytheconventionalsol—gelmethodascontrast．Thereflectionloss(R上)ofFBT／epoxideresin(ER)compositewithdifferentwe

7、ightfractionsofFBTandB王惩RcompositewithdifferentweightfractionsofBTwereinvestigated．功epreparedFBTandBTpowderswerecharacterizedbydifferentialthermalanalysis(DTA)，thermogravimetryanalysis口G)，X—raydiffraction(XRD)，Ramanspectra，scanningelectronicmicroscope(SEM)，transmissionelectronmicrosc