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吸波材料-FeAl混合粉体的文献解读
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该文章采用两步球磨法制备了片状铁铝混合粉体。球磨30min制备的混合粉体雷达-红外兼容性能最佳，反射率损耗峰值约为-13.1 dB，红外发射率最低仅为0.1左右。 具体的实验方法： 1.羰基铁粉预处理 采用湿法高能球磨预处理羰基铁粉：将100g钢球和10g羰基铁粉混合在球磨罐中，添加40毫升丙酮作为溶剂。采用500 rpm转速，球磨11.5 h后，将所得样品在空气中干燥。 2.制备片状FeAl粉体 采用干法球磨制备了铁铝复合粉体：球粉比仍然为10:1，转速为500 rpm。将预处理的3- 5μm片状羰基铁和片状Al粉以摩尔比例3:7混合球磨。混合球磨时间设置为10min、20min、30min、40min，分别表示为T1、T2、T3、T4。 二、结果和讨论  图1：球磨11.5 h下羰基铁粉和球磨30 min下FeAl的XRD图谱 如图1所示，混合球磨处理30min后，铁的衍射峰基本没有变化，未检测到Fe、Al的氧化物和FeAl的金属间化合物的峰，说明球磨时间过短，只会使羰基铁粉和Al粉混合均匀，不能形成固溶相。  图2：(a)羰基铁粉原料、(b)球磨11.5 h羰基铁粉、(c)原铝粉和(d)球磨30 min FeAl混合粉体的SEM图像 由图可知，羰基铁粉的原料为球形的结构，表面光滑，主要粒径分布在1.2 - 3μm。在湿法球磨11.5h后，羰基铁粉的球状变成片状结构，尺寸为2 - 3μm。片状铝粉原料尺寸较大，厚度较薄(图2c)。干法球磨30min下制备的FeAl混合物中羰基铁和铝粉的尺寸和厚度均略有减小。  图3：不同球磨时间FeAl混合粉体的滞回线 随着混合球磨时间的增加，Ms值从59 emu/g降低到44 emu/g，在混合球磨超过30min后略微增加至53emu / g。  图4：不同球磨时间下FeAl混合粉体的电磁参数 结果可知，T1具有最大的ε'，T2在低频时具有最低值。T3值为21左右，波动较小，T4在低频时出现峰值，然后维持在20。 就ε"而言，T4表现出强烈的共振，位于2-8 GHz，之后该值几乎恒定为7。其他样本的ε"值，T1为10到20，T2为1到2 ，T3为0-3。对于μ'，所有样品值随着频率的增加而减小，初始值在2-1.5之间。同时，对于μ"，所有样品在高频区域表现出相对稳定的值。T1有μ"的最低值，而T4具有最大值。  图5：FeAl混合粉在不同搅拌球磨时间下的反射损耗对比图，涂层厚度为2 mm。 可以看出，不同混合球磨时间的样品在微波吸收性能方面存在明显差异。反射损失的最小值随着研磨时间的增加而增加，然后在达到最小值后减小。 球磨30min所制备的样品，在6.5GHz下最佳微波吸收特性为-13.6dB，有效频率范围为5.6GHz至7.3GHz。其他式样的最小反射损耗分别为-7.7 dB，-13 dB，-6.3 dB。此外，球磨时间也对吸收性能有显着影响。一方面，随着球磨时间的增加，球磨厚度的减小有利于深度透入。另一方面，球磨时间过长也会使尺寸减小，从而使微波吸收性能变弱。  图6. 不同球磨时间下FeAl粉的红外性能(a)红外吸收特性(b)红外发射能力 结果表明，羰基铁粉中铝的加入使辐射速率急剧下降。片状羰基铁粉的红外发射率约为0.75，而FeAl混合粉体(T1-T4)的红外发射率降低到0.25或更低。同时，样品（T1-T4）的红外发射率随着混合时间的增加而降低。此外，T3的红外发射率达到最低值0.1。 铝的引入可以调节红外发射率。然而，过长的研磨时间会损害铝粉的形态并导致红外发射率的增加。因此，研磨时间保持在30分钟，获得优异的微波吸收性能和低红外发射率。 三、 球磨时间对粉体吸波性能和红外反射性能影响较大，一方面，球磨时间增加，粉体尺寸减小，阻碍了吸波性能，另一方面，厚度也会影响吸波和红外反射性能。 球磨30min得到的样品具有最佳的相容性。此时反射率损耗峰值为-13dB，红外发射率仅有0.15。 吸波材料也分多种，球磨法更适宜制备片层状的吸波材料 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 参考文献： Hualiang Lv, Guangbin Ji,et al.Microwave absorbing properties and enhanced infrared reflectance of FeAl mixture synthesized by two-step ball-milling method [J]. Journal of Magnetism and Magnetic Materials 374 (2015) 225–229. |
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