納米吸波材料

納米吸波材料第一頁，共二十五頁，2022年，8月28日納米吸波材料吸波機(jī)理吸波性能的一些影響因素第二頁，共二十五頁，2022年，8月28日納米吸波材料的吸波機(jī)理

(1)量子尺寸效應(yīng)使納米粒子的電子能級發(fā)生分裂，分裂的能級間隔正處于與微波對應(yīng)的能量范圍(10-5一10-2)內(nèi)，從而導(dǎo)致新的吸波效應(yīng)。

第三頁，共二十五頁，2022年，8月28日當(dāng)原子能級發(fā)生分裂時，最高和最低能級相對與原子能級的差值只取決于原子間的距離，與原子個數(shù)無關(guān)。第四頁，共二十五頁，2022年，8月28日當(dāng)兩個原子趨近而形成分子時,孤立原子的每個能級會分裂成兩個能級:成鍵能級Es和反鍵能級Ea.這兩個能級相對于原子能級Eo的差值(Eo-Es)和(Ea-Eo)取決于二原子間的距離.第五頁，共二十五頁，2022年，8月28日當(dāng)3個、4個或N個由遠(yuǎn)趨近而形成分子或原子集團(tuán)時，每個非簡并的原子能級將相應(yīng)的分裂成3個、4個或N個能級。第六頁，共二十五頁，2022年，8月28日這樣，原子數(shù)越多，相鄰能級間距離就非常小，近乎是連續(xù)的。也就是說，原子數(shù)越多，相鄰能級間距離就越小（能級越密）。對于1摩爾固體來說，N=6.02×1023，因而相鄰能級間的距離就非常小，近乎是連續(xù)的。第七頁，共二十五頁，2022年，8月28日

Ea

Es

E0第八頁，共二十五頁，2022年，8月28日(2)由于納米顆粒尺寸小，比表面積大，表面原子比例高，懸掛鍵增多，從而界面極化和多重散射成為重要的吸波機(jī)制。

第九頁，共二十五頁，2022年，8月28日第十頁，共二十五頁，2022年，8月28日極化通常有兩類：取向極化：通過分子轉(zhuǎn)動方向?qū)崿F(xiàn)的極化，稱為取向極化。位移極化：由于分子正負(fù)電荷中心發(fā)生相對位移來實(shí)現(xiàn)的，故稱為位移極化第十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日（3）磁性納米粒子具有較高的矯頑力，可引起大的磁滯損耗。在電磁場的輻射下，材料中的原子、電子運(yùn)動加劇，促使磁化，使電磁能轉(zhuǎn)化為熱能，從而增加了對電磁波的吸收。第十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日當(dāng)外加磁場由強(qiáng)逐步減弱至零時，鐵磁質(zhì)中的B不為零，而是Br，稱為剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度。簡稱剩磁。要消除剩磁，使鐵磁質(zhì)中的B

恢復(fù)為零，這時的反向磁場強(qiáng)度稱為矯頑力Hc。

當(dāng)磁場強(qiáng)度變化一個周期后，鐵磁質(zhì)的磁化曲線形成一個閉合曲線，稱為磁滯回線。

第十三頁，共二十五頁，2022年，8月28日而磁滯損耗的大小與該磁滯回線所圍成的面積大小成正比。因此，磁滯回線的面積越大，磁滯損耗也越大第十四頁，共二十五頁，2022年，8月28日而納米材料具有較大的矯頑力，有較大的磁滯損耗面積。這又構(gòu)成納米納米吸波材料新的吸波機(jī)理。第十五頁，共二十五頁，2022年，8月28日二．影響吸波性能的因素因素納米粒子的粒徑納米復(fù)合材料的晶界固溶體的形成第十六頁，共二十五頁，2022年，8月28日1.納米粒子粒徑對吸波性能的影響。從這篇論文可以看到從納米粒徑對吸波性能的影響時非常明顯的。文獻(xiàn)上通過XRD圖分析得知,750℃熱處理的過程中,粒徑長大。從下面的反射率曲線上,我們可以看出由于750℃粒徑的增大,吸波性能明顯的下將.第十七頁，共二十五頁，2022年，8月28日第十八頁，共二十五頁，2022年，8月28日2.納米復(fù)合材料的晶界。復(fù)合材料中增強(qiáng)體與基體接觸構(gòu)成的界面,具有一定厚度(納米以上),結(jié)構(gòu)隨基體和增強(qiáng)體而異,與基體和增強(qiáng)體由明顯差別的新相——界面相.現(xiàn)在可以作到,在一定程度上通過人為引入界面相控制材料的制備過程,使兩個復(fù)合材料體系具有不同的界面性能。第十九頁，共二十五頁，2022年，8月28日當(dāng)納米Si/C／N復(fù)相粉體的體積分?jǐn)?shù)相同(v＝0.029)時，與石蠟復(fù)合體的吸波性能(曲線c)比與環(huán)氧樹脂復(fù)合體(曲線a和曲線b)要好，說明環(huán)氧樹脂使復(fù)合體的吸波性能降低。第二十頁，共二十五頁，2022年，8月28日不同基體對納米復(fù)相粉體的介電性能和吸波性能有非常大的影響。納米粉體與環(huán)氧樹脂復(fù)合體的介電常數(shù)值明顯低于與石蠟復(fù)合體的介電常數(shù)值，而環(huán)氧樹脂的ε"比石蠟的ε"還略高，說明納米Si／C／N復(fù)相粉體與基體在復(fù)合過程中的界面作用對吸波材料的介電性能和吸波性能產(chǎn)生了很大的影響。第二十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日3.固溶體的形成與吸波性能的影響。采用CVD法制備SiC（N）納米粉體，有機(jī)原料由氫氣帶入反應(yīng)器中，粉體成分的變化通過改變NH3的流量來實(shí)現(xiàn)。采吸波性能按照氮含量的升高而降低，說明少量摻雜有利于提高SiC的吸波性能。單純的納米SiC和納米Si3N4都不具有吸波性能，只有采用摻雜的形式才能使SiC具有吸波性能。論文中制備的SiC（N）納米粉體具有一定的吸波性能。這就為吸波材料開發(fā)提供了一種新的思路。第二十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日

所采用的粉體中，粉體粒徑很小，Si、C和N原子幾乎是原子尺度的混合，由于SiC（N）納米粉體的氮含量較低，其中元素以Si和C為主，SiC形核時易于將N原子固溶到SiC的晶格中，形成SiC（N）固溶體納米微晶。第二十三頁，共二十五頁，2022年，8月28日固溶的N原子在晶格中取代C原子的位置形成晶格缺陷。由于氮原子為三價，只能與3個硅原子成鍵，而另外的一個硅原子將剩余一個不能成鍵的價電子，形成一個帶負(fù)電的缺陷。這個電子可以在有限的范圍內(nèi)運(yùn)動，故被稱為“準(zhǔn)自由電子”。在電磁場中，這種“準(zhǔn)自由電子”的位置隨電磁場的方向而變化，導(dǎo)致電子位移