氧化锌纳米复合材料电性能的温频效应及高温微波能量衰减模型研究

优化了燃烧合成氧化锌四针体（T-ZnO）生长控制参数，T-ZnO质量进一步提高。发明了金属活化辅助燃烧合成方法，制备了氧化锌针状体（N-ZnO），活化剂添加量可以调控N-ZnO的形貌和尺寸。基于燃烧合成，制备了形貌均一的类锥状Zn2GeO4–ZnO，其生长模式是VS生长机制，类锥状生长由寄生生长和螺旋生长模式共同控制。.研究了T-ZnO/Plyster的微波介电性能和吸波特性。随着T-ZnO添加量增加，T-ZnO/Plyster的介电常数逐渐升高，介电损耗约为0.036-0.06，T-ZnO属于低损耗材料。三层梯度结构的T-ZnO/Plyster反射率损失结果显示，在2-18GHz频率范围内，反射率损失最大为21.48dB，吸波带宽大于13GHz。研究结果证明，利用T-ZnO可以设计新型宽频强吸收的梯度结构微波吸收材料。.完成了T- ZnO/SiO2 微波介电性能及高温微波吸收实验研究。随着温度升高，T- ZnO/SiO2 介电常数实部基本保持不变，而介电损耗显著增大，高温微波损耗存在强温度依赖关系，室温至700℃，微波能量损耗增大约3-5倍。T-ZnO/SiO2 的高温介电常数和损耗随频率变化不大。T- ZnO的高温微波能量损耗主要来源于其电导增强，与高温介电弛豫损耗相比较，高温电导对微波能量衰减起主导作用。高温下，T-ZnO/SiO2的厚度增大，其微波反射率损失增大。随着温度升高，T-ZnO/SiO2的介电参数变化，其高温微波反射率损失也随之变化。原则上， T-ZnO/SiO2的介电参数随温度变化，其阻抗匹配关系比较复杂。因此，T-ZnO/SiO2的高温微波反射率损失变化不具有明显的单调性。.开展了N-ZnO的高温微波介电性能实验研究，室温至450℃温度，N- ZnO的介电常数实部随温度升高单调增大，虚部随温度升高非单调增大，损耗因子随温度升高有一个最大值。.基于T-ZnO结构和介电性能实验，建立了电导和微电流网络模型，描述了T-ZnO的微波响应。数值模拟了T-ZnO/SiO2的微波吸收性能。调查了T-ZnO/SiO2介电性能及其温度和频率特性，其高温介电损耗增大本质来源于高温电子电导增强。另一方面，T-ZnO在基体容易形成微电流网络，对T-ZnO/SiO2高温微波能量衰减进一步加强。第一性原理计算，证明氧空位对ZnO介电性能有重要影响，温度升高，其电导