La~(3+)掺杂BaTiO_3和Mn-Zn铁氧体纳米吸波材料的制备及微结构研究

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钛酸钡和锰锌铁氧体都是传统的雷达吸波材料,具有制备工艺简单、原材料价格便宜等诸多优点,被广泛地应用于涂覆型吸波材料领域。但是,它们还有吸收频带窄、吸收强度低等缺点。稀土元素的掺杂可以改变它们的微观结构,从而使其电磁参数有较大变化,有望提高其吸波性能。 本文计算得出了具有优良吸波性能的吸波涂层所具备的两个条件:一、为了减小电磁波在吸波涂层表面的反射,要求涂层的相对复磁导率(μr)和相对复介电常数(εr)要尽量接近。二、为了增大入射电磁波在吸波涂层内的衰减,要尽量提高涂层的相对复磁导率的虚部(μr)和相对复介电常数的虚部(εr)。此外,还要同时兼顾电磁参数匹配和增大损耗两方面的因素。 通过溶胶—凝胶法制备了不同掺La3+量的Ba(1-x)LaxTiO3(x=0.0,0.1,0.2,0.3,0.4mol%)纳米晶体。TG-DTA、FT-IR、XRD和TEM结果表明:经700℃煅烧2h后,立方钙钛矿结构的BaTiO3纳米晶体己基本形成。La3+掺杂可以促进BaTiO3纳米晶体的形成,降低烧结温度。在0.1-0.4mol%的范围内,La3+掺杂没有使BaTiO3纳米晶体在烧结过程中偏析出杂质,也不能改变其立方结构。由于半径较小的La3+取代了半径较大的Ba2+,使得BaTiO3纳米晶体的晶格发生畸变,品格常数和平均粒径变小。 用溶胶—凝胶自燃烧法制备了不同掺La3+量的Mn0.5Zn0.5LaxFe(2-x)O4(x=0.0,1.0,2.0,3.0,4.0mol%)纳米晶体。TG-DTA、FT-IR、XRD和TEM结果表明:干凝胶自燃烧后形成的粉末即为立方尖晶石结构的Mn-Zn铁氧体纳米晶体。经过煅烧后的自燃烧粉末出现Fe2O3杂质,且随着煅烧温度的升高杂质增多。溶液PH值和成胶温度对自燃烧产物的组分有重要影响,比较合适的成胶条件为PH=5、成胶温度为50℃。在1.0-4.0mol%的范围内,La3+掺杂既不能使Mn-Zn铁氧体纳米晶体产生杂质,也不能改变其立方结构。La3+掺杂使得Mn-Zn铁氧体纳米晶体的晶格发生畸变,其品格常数和平均粒径随着掺La3+量的增加而先变大(x≤2 mol%)后变小(x≥2 mol%)。 借助正电子湮没寿命谱仪对两种纳米晶体的微结构进行了研究,发现:La3+的掺杂对BaTiO3和Mn-Zn铁氧体纳米晶体的微观结构有重要影响,并简单分析
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