鈷銅鋅鐵氧體-聚吡咯微波吸收材料的制備及吸波機理分析.pdf

1、鈷銅鋅鐵氧體Co0.8-xCuxZn0.2Fe2O4(x=0，0.1，0.2，0.3，0.4)和鈷銅鋅鈰鐵氧體Co0.7Cu0.1Zn0.2CexFe2-xO4（x=0.05，0.1，0.15，0.2）采用自蔓延燃燒法被合成；聚吡咯/鈷銅鋅鐵氧體(PPy-Co0.7Cu0.1Zn0.2Fe2O4)以及聚吡咯/鈷銅鋅鈰鐵氧體(PPy-Co0.7Cu0.1Zn0.2Ce0.05Fe1.95O4)復合物采用原位聚合法被合成。XRD、SEM、F

2、T-IR、VSM和矢量網(wǎng)絡分析儀被用來表征復合材料的物相、形貌及電磁性能，對鈷離子與銅離子的摩爾比和鈰離子摻雜量對鐵氧體性能的影響，以及鐵氧體摻雜量對復合材料性能的影響，結果表明：
　　(1)由 XRD證實已成功合成了鈷銅鋅鐵氧體Co0.8-xCuxZn0.2Fe2O4和鈷銅鋅鈰鐵氧體Co0.7Cu0.1Zn0.2CexFe2-xO4、聚吡咯(PPy)及PPy-Co0.7Cu0.1Zn0.2Fe2O4和PPy-Co0.7Cu0.1

3、Zn0.2Ce0.05Fe1.95O4復合物，這和FT-IR結果相同；同時可以看出Co0.8-xCuxZn0.2Fe2O4(x=0，0.1，0.2，0.3，0.4)和Co0.7Cu0.1Zn0.2CexFe2-xO4（x=0.05，0.1，0.15，0.2）為立方尖晶石結構，其粒徑分別為47.8nm、62.1nm、58.8nm、59.3nm、58.0nm、50.0nm、51.9nm、47.6nm和42.5nm。晶格常數(shù)依次為0.839、

4、0.833、0.833、0.836、0.836、0.833、0.936、0.837和0.838。
　　(2) SEM圖顯示，Co0.8Zn0.2Fe2O4鐵氧體的形貌各異，有球形、條形或棒狀，還有一部分呈不規(guī)則片狀，相互之間粘連比較緊密；Co0.7Cu0.1Zn0.2Fe2O4鐵氧體為接近球形的小顆粒，并且粒子之間有一定的團聚現(xiàn)象，但團聚不是很緊密。PPy、PPy-Co0.7Cu0.1Zn0.2Fe2O4和PPy-Co0.7Cu0

5、.1Zn0.2Ce0.05Fe1.95O4呈近球形，有一定的團聚現(xiàn)象，大小比較一致，結構比較規(guī)整。
　　(3) VSM結果表明，Co0.7Cu0.1Zn0.2Fe2O4的Ms、Mr和Hc分別為83.6emu/g、33.35emu/g和454.54Oe，均大于Co0.8Zn0.2Fe2O4的值；隨著鈰離子的引入，其各項磁性參數(shù)均有所下降，Co0.7Cu0.1Zn0.2Ce0.05Fe1.95O4鐵氧體的飽和磁化強度Ms=66.0em

6、u/g、剩余磁化強度Mr=23.6emu/g和矯頑力Hc=341.56Oe；PPy-Co0.7Cu0.1Zn0.2Fe2O4的Ms、Mr和Hc分別為1.29emu/g、0.429emu/g和489.177Oe；PPy-Co0.7Cu0.1Zn0.2Ce0.05Fe1.95O4的Ms、Mr和Hc分別為5.75emu/g、2.00emu/g和437.97Oe。
　　(4)矢量網(wǎng)絡分析儀測試結果表明：當x=0.2時，Co0.8-xCux

7、Zn0.2Fe2O4鐵氧體的ε'值最大，鈷離子與銅離子的摩爾比的變化對ε"和R影響很小；Co0.7Cu0.1Zn0.2CexFe2-xO4中當x=0.1時，ε’最大，其值在2.43-4.06范圍內(nèi)，且當頻率在11.52GHz時ε’出現(xiàn)極大值4.06，Ce3+摻雜量的變化對ε"的影響不大，其值均在-1.0-1.0之間，當x=0.2時，其值最大，當x=0.05時，其反射損耗最小，極小值為-1.427dB出現(xiàn)在12.4GHz；對于Ppy-Co

8、0.7Cu0.1Zn0.2Fe2O4，鐵氧體在復合物中含量為15％時，復合物在18GHz附近出現(xiàn)極小反射損耗為-12.8dB；對于Ppy-Co0.7Cu0.1Zn0.2Ce0.05Fe1.95O4，其ε’值在鐵氧體質(zhì)量分數(shù)為10%時達到最大，ε"值在鐵氧體質(zhì)量分數(shù)為15%時達到最大，且極大值為3.33，出現(xiàn)在12.23GHz附近；鐵氧體摻雜量對復合物反射損耗的影響不大，在頻率約為12GHz和18GHz時，也出現(xiàn)了極小反射損耗-3.3dB