掺铁氧体和SiC纤维水泥基复合材料的吸波性能VIP免费

硅酸盐学报2007年掺铁氧体和SiC纤维水泥基复合材料的吸波性能午丽娟1,2，沈国柱2，徐政2，李荣斌1，胡雅育1(1.上海电机学院机械工程系，上海200240；2.同济大学材料科学与工程学院，上海200092)摘要：用溶胶凝胶法制备了W型Ba(Zn1–xCox)2Fe16O27六方铁氧体，并以铁氧体和短切SiC纤维与水泥复合，制备了水泥基复合材料。测量了该材料的电磁参数，并计算了该材料对电磁波的反射率。结果表明：x为0.8时，W型Ba(Zn1–xCox)2Fe16O27六方铁氧体的吸波性能最好，该铁氧体的掺量(质量分数)为35%和短切SiC纤维掺量(质量分数)为0.2%时，水泥基复合材料在12～18GHz范围内具有最大反射率–13.5dB，有效带宽达到4.7GHz。关键词：水泥；六方晶系铁氧体；碳化硅纤维；电磁参数；反射率中图分类号：TB332文献标识码：A文章编号：0454–5648(2007)07–0904–05ELECTROMAGNETICWAVEABSORBINGPROPERTIESOFCEMENT-BASEDCOMPOSITEDOPEDWITHFERRITESANDSiCFIBERSWULijuan1,2，SHENGuozhu2，XUZheng2，LIRongbin1，HUYayu1(SchoolofMechanicalEngineering,ShanghaiDianjiUniversity,Shanghai200240;2.SchoolofMaterialsScienceandEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)Abstract:W-typeBa(Zn1–xCox)2Fe16O27hexaferriteswerepreparedbysol–gelmethod,andcementwasfilledwithferriteandshortSiCfiberstopreparecement-matrixcomposites.Theelectromagneticparametersofthecompositesweremeasured,andtheirreflec-tivityofelectromagneticwaveswascalculated.Theresultsshowthattheabsorptivityofthehexaferriteisthebestatх=0.8,andthemaximalreflectivityinthefrequencyrangeof12—18GHzofthecompositefilledwiththe35%(inmass)ferriteand0.2%(inmass)shortSiCfibersis–13.5dB.Theeffectivebandwidthreaches4.7GHz.Keywords:cement;hexaferrites;siliconcarbidefibers;electromagneticparameters;reflectivity随着电子、通信技术的发展，电磁辐射越来越严重，吸波建筑材料的开发和应用已成为混凝土改性的重要课题[1]。铁氧体作为一种传统的优良吸收剂，既能产生磁损耗又能产生介电损耗，在吸收雷达波、减少电磁波对测试信号的干扰及保护人体免受微波辐射的侵害等方面得到了广泛的应用。W型六方晶系钡铁氧体是近年来研究的重点[2]，通过调整W型铁氧体的二价金属离子的量，制得吸波性能较好的铁氧体。SiC纤维具有优异的力学性能，是高性能复合材料理想增强剂，同时，SiC纤维是一种电阻率可调的半导体陶瓷材料，当电阻率在10～103Ω·cm范围时，具有最佳的微波吸收性能，是目前发展最快的一种吸波纤维[3]。赵乃勤等[4]研究了长SiC纤维含量及排布方式对吸波效果的影响。将W型Ba(Zn1–xCox)2Fe16O27(CoZn–W型)六方铁氧体和短切SiC纤维两种电磁波吸收剂掺到水泥中制成水泥基复合吸波材料，从铁氧体化学组成、短切SiC纤维含量及其电磁参数3个方面分析了它们对水泥基复合材料吸收性能的影响，以获得最佳的吸收剂配比。收稿日期：2006–09–04。修改稿收到日期：2007–02–28。第一作者：午丽娟(1978～)，女，硕士研究生。通讯作者：徐政(1941～)，男，博士，教授。Receiveddate:2006–09–04.Approveddate:2007–02–28.Firstauthor:WULijuan(1978—),female,graduatestudentformasterdegree.E-mail:forhomework@126.comCorrespondentauthor:XUZheng(1941—),male,doctor,professor.E-mail:xuzheng1178@yahoo.com.cn第35卷第7期2007年7月硅酸盐学报JOURNALOFTHECHINESECERAMICSOCIETYVol.35，No.7July，2007午丽娟等：掺铁氧体和SiC纤维水泥基复合材料的吸波性能·905·第35卷第7期1实验1.1原料用上海联合水泥公司提供52.5普通硅酸盐水泥和平均粒径为74μm的砂粉。用国防科技大学提供的SiC纤维。试验中未掺入石子。1.2铁氧体的制备根据化学式，按CoZn–W型的化学计量比称取一定量Ba(NO3)2,Fe(NO3)3·9H2O,Co(NO3)2·6H2O,Zn(NO3)2·6H2O加入到一定量的柠檬酸水溶液中直至全部溶解，滴入氨水调节溶液的pH值至中性。将上述溶液置于80℃水浴中恒温一定的时间制得溶胶，再将溶胶转入烘箱中，在100℃...