稀土取代W型铁氧体及其聚苯胺复合材料的制备及性能研究

微波吸收材料是为解决电磁波干扰和辐射问题应运而生的一类特殊功能材料。它在航空航天、军事战略装备、卫星通讯、微波暗室以及各种科技测试仪器、电子设备、家用电器等方面都有着广泛的应用。但随着科技的发展，对其功能提出了更多更高的要求。磁铅石型铁氧体是一种具有较高的饱和磁化强度的磁性材料，因其在高频时还具有较高的磁损耗特性，也常被用作高频微波吸收材料，但由于铁氧体的质量大，吸收频带窄等缺点限制了其在实际当中的应用。因此有必要对铁氧体的性能进行优化和调整，以制备适用范围更广的微波吸收材料。本文首先利用不同的稀土离子取代了磁铅石W型铁氧体中的Ba2+离子，制备出各种稀土离子取代的W型铁氧体。然后使之与导电聚苯胺复合，制备出聚苯胺-W型铁氧体复合材料。以期利用稀土离子优良的磁性和较强的自旋-轨道耦合作用和导电聚苯胺优良的介电特性，来改善W型铁氧体的静磁性能、电磁性能和微波吸收性能。根据微观结构和电磁性能之间的内在联系探讨了稀土离子影响的一般规律。利用多种表征手段，如X射线衍射、振动样品磁强计、X射线光电子能谱和微波矢量网络分析仪等对所制备产物的性能进行了表征。主要得出以下结论： 1．采用高温固相法制备了轻稀土离子取代Ba2+的W型铁氧体Ba0.9RE0.1Co2Fe16O27(RE=La3+，Nd3+，Sm3+，相应产物分别标记为LaBF，NdBF，SmBF)。产物的XRD和微观结构参数的研究结果显示，稀土离子取代使W型铁氧体的晶胞参数减小，并且取代后产物的晶胞参数a、c和晶胞体积Vcell随稀土离子半径的减小而有规律的减小，空隙率P随稀土离子半径的减小而增大。对产物静磁性能的研究结果表明，三种稀土离子取代都改善了产物的静磁性能，并随着稀土离子半径的增大呈规律性变化，其饱和磁化强度Ms增大的顺序为：SmBF