bi系层状铜氧化物微波吸收性能研究

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1、摘要吸波材料是一种重要的军事隐身功能材料，其机理本质上是电磁波与物质相互作用，入射的电磁波通过介质最大限度地转变成热能或其他形式的能。本论文分为四章从理论和实验上研究了Bi系层状铜氧化物的微波吸收性质第一章综述了目前国内外吸波材料的研究动态，讨论了吸波材料的种类、性能特点、合成方法、吸波机理等，并对如铁氧体吸波材料、碳纤维结构吸波材料、纳米吸波材料、手性吸波材料、多晶铁纤维吸波材料、导电高聚物吸波材料等的研究进展作了概要介绍。第二章从Bi系层状铜氧化物材料的结构出发，针对它沿C轴方向形成纳米级的导电层与介电层周期堆垛结构的特点，提出B

2、i系层状铜氧化物晶粒可以等效为一个LC振荡回路，并计算了它的振荡频率，发现振荡频率除了与材料的晶格参数和物理参量有关外，只与材料晶粒a6面的截面积有关。带入相关数据计算，发现晶粒的振荡频率在微波频段，表明从理论上证明此类材料可以作为微波吸收剂使用。并且提出通过控制晶粒尺寸可以调控中心吸收频率，通过控制晶粒尺寸分布来展宽吸收频带。第三章主要研究了材料中导电层厚度对吸波性质的影响，通过对具有不同导电层厚度的Bi2Sr2CuO、，}DBi2Sr2CaCu20。微波吸收性能的比较发现，似乎导电层越厚，微波吸收性能越好。但进一步研究发现，Bi2

3、Sr2CaCu20，的吸波性能优于Bi2Sr2CuO。的原因可能是材料中晶粒取向的差异造成的。对不同厚度的涂层性质研究发现，此类材料的吸波性能对涂层厚度不是很敏感。第四章研究了导电层与介电层电阻率对材料吸波性质的影响。研究了不同含量Y掺杂Bi2Sr2CaCu20。的微波吸收性质，发现Y掺杂虽然可以明显增大材料中导电层和介电层的电阻率，但掺杂对材料微波吸收性能几乎没有影响，这表明材料的微波吸收性能与导电层的涡流损耗和介电层的介电损耗都没有明显的关联效应。考虑到材料中的载流子是限制在纳米尺度的导电层内运动，可能会类似纳米材料中情况产生能级

4、分裂，导致载流子在不同能级之间跃迁产生微波吸收。这样的吸收应该是吸收尖峰，这与实验中观察到的现象是一致的。研究结果表明，Bi系层状铜氧化物材料的确具有一定的微波吸收性质，但与实际应用的要求有相当的距离，材料微波吸收性质仍然有待进一步提高关键词：微波吸收剂，铜氧化物，吸收机理0，AbstractTheelectromagneticwaveabsorbingmaterialswereanimportantfunctionalmaterialsusedinmilitarystealthtechnology，inthematerialsthe

5、mostincidentelectromagneticwaveenergywastransferredtOtheheatOrotherformofenergyduetotheinteractionbetweentheelectromagneticwaveandcrystallatticeandelectronsinthematerialsItwaspresentedinfourchaptersinthisthesistOdiscussthemicrowaveabsorbingpropertiesofBi·basedlayeredcup

6、rates．Inchapterone，asurveyonthedevelopmentofelectromagneticwaveabsorbingmaterialsinnativeandabroadwasgiven．Theclassificationoftheabsorbingmaterials，thematerialsproperties。thesyntheticmethodofthematerialsandtheabsorbingmechanismofthematerialserediscussed．Thedevelopmentin

7、ferritesabsorbingmaterials，metallicfibersabsorbingmaterialsjnmlometersizeabsorbingmaterials，chiralabsorbingandmaterialconductivepolymerabsorbingmaterialswereintroduced．Inchaptertwo、basedonthestructureofperiodiccompileofnanometerconductorlayeranddielectriclayerinCaxisinB

8、i—basedcuprates，itisproposedthattheplanetcrvstalpatticlecanbetreatedasaLCresonanceloopTheresonancefrequencyoft