质子化聚吡咯调控稀土钴磁体高频电磁性能研究及其微波吸收的应用
批准号:
51701098
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
26.0 万元
负责人:
姜林文
依托单位:
学科分类:
E0107.金属功能材料
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘进军、周游、汪振海、陈鹏、陈亚萍
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中文摘要
信息技术的高速发展,迫切需要开发高效的吸波材料来解决电磁干扰和电磁污染问题。目前国内外吸波材料在微波S波段(2-4 GHz)吸波性能仍然存在不足,我们借助计算机数值模拟的方法,发现提高复磁导率有助于提升吸波材料S波段的吸收性能。本项目拟利用这个结论选择高复磁导率的稀土钴磁体R2Co17(R= Ce、Pr、Nd、Dy、Y)作为吸波主材料,通过原位化学氧化聚合法在R2Co17表面包覆聚吡咯形成R2Co17/聚吡咯超微胶囊,利用质子化程度可调节的聚吡咯调控其复介电常数,达到复介电常数与复磁导率匹配的目的,以提升微波S波段吸收性能。本项目将研究这种胶囊型复合物的微观结构和形成规律,同时研究不同质子化程度的聚吡咯调控R2Co17高频电磁性能的规律性。根据电磁参数计算吸波强度和吸波带宽,并结合计算机数值模拟手段及电磁波传播理论,深入研究样品吸波机理及吸波规律,为高效吸波材料的研制提供理论依据和指导。
英文摘要
With the fast development of information technology, it is urgent to exploit efficient microwave absorbers for solving the problems of electromagnetic interference and electromagnetic pollution. Currently, the microwave-absorption properties in the S band (2-4 GHz) still have some deficiencies at home and abroad. By the analysis of computer data-simulation, we found that the microwave-absorption properties at S band can be enhanced greatly by increasing the complex permeability. According to the conclusion, we will select rare-earth-Co magnetic alloy R2Co17(R = Ce、Pr、Nd、Dy、Y) with high complex permeability as the main materials of microwave absorption. The rare-earth-Co magnetic alloy will be coated with protonated polypyrole by in-situ chemical oxidative polymerization method, forming R2Co17/polypyrole ultramicro capsules, where the protonated polypyrole is used to modulate the complex permittivity for obtaining matched properties of complex permeability and complex permittivity, and finally enhancing the microwave absorption properties at S band. The microstructure and formed rules of the capsule-type composites will be investigated in this programme. Meanwhile, the modulated rules of protonated polypyrole on the high-frequency electromagnetic properties of R2Co17 will be investigated. The absorption strength and band width will be calculated according to the obtained electromagnetic parameters. Meanwhile, the microwave-absorption mechanism and absorption rules of samples will be investigated deeply by combining with computer data-simulation and the theory of electromagnetic-wave transmission, which will provide theoretical evidence and guidance for developing efficient microwave-absorption materials.
电磁干扰和电磁污染问题伴随着信息技术和电子工业的发展已日益严重,迫切需要开发高效的吸波材料来解决。本项目选择具有高磁导率的稀土钴磁体作为吸波主材料,通过原位化学氧化聚合的方法在稀土钴磁体的表面包覆导电聚合物形成超微胶囊结构的复合物,达到复介电常数与复磁导率匹配的目的,以提升微波吸收性能。本项目制备了多种质子化聚苯胺包覆稀土钴磁体的超微胶囊,通过表征手段研究了样品组分和结构信息,利用矢量网络分析仪研究了样品高频下的电磁性能,并研究了其微波吸收性能、吸波机理及吸波规律,综合分析了其微波吸收领域的应用前景。具体包括如下内容:.(1)采用真空电弧熔炼和高能球磨相结合的方法制备了Pr2Co17超微稀土磁性粉末。微波吸收结果表明在7.6~11.8GHz范围和2.5mm厚度下,微波反射损耗小于-10dB的区域覆盖了大部分X波段。其优异的吸收性能主要归功于自由电子的极化、涡流和适当的阻抗匹配。Pr2Co17样品具有高的吸收强度和较宽的吸收带宽,在低厚度下具有一定的应用前景。.(2)利用真空电弧熔炼和高能球磨的方法制备了Tb0.2Dy0.8(Fe0.8Co0.2)1.93(TDFC)合金,用质子化聚苯胺(PA)对合金进行包覆获得了TDFC/PA复合材料,其具有吸收强度高、吸收带宽宽、厚度小等优点。厚度为2.0mm时,反射损耗最小值在14.5GHz处达到-22.5dB,带宽为4.5GHz。反射损耗结果表明TDFC/PA是一种优良的电磁污染吸收剂,这为进一步研究磁致伸缩材料的微波吸收特性提供了新的思路。.(3)通过电弧熔炼和原位氧化聚合相结合的方法制备了质子化聚苯胺(PA)包覆Sm2Co14B的复合材料,其具有较高的吸收强度和较宽的吸收带宽。当给定厚度为2.3mm时,最大反射损耗为-23.1dB,-10dB以下的反射损耗范围为8.8-11.4GHz,几乎覆盖了X波段的一半。物理模型表明界面极化和入射微波在界面上的多次反射是获得优异微波吸收性能的原因。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1080/09205071.2017.1401490
发表时间:2018-03
期刊:Journal of Electromagnetic Waves and Applications
影响因子:1.3
作者:Linwen Jiang;Shanshan Yang;Anhua Wu;Jinjun Liu;Hongbing Chen
通讯作者:Linwen Jiang;Shanshan Yang;Anhua Wu;Jinjun Liu;Hongbing Chen
DOI:10.1088/2053-1591/ab6113
发表时间:2020-01
期刊:Materials Research Express
影响因子:2.3
作者:Jiangtao Li;Linwen Jiang;Anhua Wu;Xin Chen;S. Qiu;Mingyu He;Hongbing Chen
通讯作者:Jiangtao Li;Linwen Jiang;Anhua Wu;Xin Chen;S. Qiu;Mingyu He;Hongbing Chen
Synthesis and microwave-absorption properties of organic-inorganic Sm2Co14B/polyaniline composites with embedded structure
嵌入结构有机-无机Sm2Co14B/聚苯胺复合材料的合成及其吸波性能
DOI:10.1063/1.5100225
发表时间:2019-08
期刊:Journal of Applied Physics
影响因子:3.2
作者:Pang Chen;Linwen Jiang;Jiangtao Li;Hongbing Chen;Jun He;Yu Wang
通讯作者:Yu Wang
Microwave absorption performances of planar anisotropy ferromagnetic Pr2Co17 flakes prepared by high-energy ball-milling process
高能球磨法制备平面各向异性铁磁Pr2Co17薄片的吸波性能
DOI:10.1016/j.inoche.2019.107736
发表时间:2020
期刊:Inorganic Chemistry Communications
影响因子:3.8
作者:Li Jiangtao;Jiang Linwen;Yang Shanshan;Chen Xin;Qiu Shiwen;He Mingyu;Wu Anhua;Chen Hongbing
通讯作者:Chen Hongbing
DOI:10.1166/jnn.2020.17150
发表时间:2020-03-01
期刊:JOURNAL OF NANOSCIENCE AND NANOTECHNOLOGY
影响因子:--
作者:Chen, Peng;Jiang, Lin-Wen;An, Jing
通讯作者:An, Jing
高性能碳氮共渗高熵合金的机械化学法制备及其吸波应用研究
- 批准号:MS25E040006
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2025
- 负责人:姜林文
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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