A、B位掺杂锰酸镧的微波吸收性能研究
镧掺杂W型钡铁氧体的微波吸收性能研究的开题报告
镧掺杂W型钡铁氧体的微波吸收性能研究的开题报告一、研究背景和意义随着电子技术的快速发展，微波技术在军事、通信、雷达、热成像、医学等领域的需求越来越广泛，因而随之而来的对微波吸收材料的研究也日益深入。
钡铁氧体作为微波吸收材料的重要组成部分，其吸收性能对于达到优异的微波吸收效果起着至关重要的作用。
而对其进行掺杂改性，即向钡铁氧体晶体结构中掺入适量的其他元素，可有效提高其微波吸收性能，提高其在微波吸收领域中的应用前景。
镧元素作为一种典型的稀土元素，具有优异的物理化学性质，并且它在磁性和电学性能方面的优异表现，也使其成为材料学研究中的一个重要掺杂元素。
因此，在钡铁氧体微波吸收材料的掺杂改性中，镧元素也成为了一个广为研究的焦点。
然而，对于镧掺杂W型钡铁氧体的微波吸收性能的研究还较为缺乏，因此开展相关的研究将对该领域的发展和应用具有一定的现实意义和应用价值。
二、研究内容和研究方法本研究的研究对象为镧掺杂W型钡铁氧体。
主要研究内容包括：探究镧元素掺杂对W型钡铁氧体的晶体结构、物理化学性质和微波吸收性能的影响，并研究掺杂量对其吸收性能的影响。
具体研究方法包括：（1）材料制备：采用传统固相反应法制备镧掺杂W型钡铁氧体。
（2）材料表征：利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）、磁性测试系统等对样品进行表征，探究掺杂对基础物性的影响。
（3）微波吸收性能测试：采用网络分析仪测试钡铁氧体样品的微波吸收性能。
三、研究预期结果与意义本研究预期能够得出钡铁氧体材料中掺杂的最佳浓度和最优化的掺杂方案，以及镧掺杂W型钡铁氧体在微波吸收领域中的潜在应用前景。
该研究将为其他钡铁氧体微波吸收材料的研究提供新思路和新方法，推动钡铁氧体微波吸收材料的发展和应用。
介电损耗型微波吸收材料的研究进展
第49卷2021年6月第6期第1-13页材料工程J o u r n a l o fM a t e r i a l sE n g i n e e r i n gV o l.49J u n.2021N o.6p p.1-13介电损耗型微波吸收材料的研究进展P r o g r e s s i nd i e l e c t r i c l o s sm i c r o w a v ea b s o r b i n g m a t e r i a l s李天天1,夏龙2,黄小萧1,钟博2,王春雨2,张涛2(1哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,哈尔滨150001;2哈尔滨工业大学(威海)材料科学与工程学院,山东威海264209)L IT i a n-t i a n1,X I A L o n g2,HU A N G X i a o-x i a o1,Z H O N GB o2,WA N GC h u n-y u2,Z H A N G T a o2(1S c h o o l o fM a t e r i a l sS c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g,H a r b i n I n s t i t u t eo fT e c h n o l o g y,H a r b i n150001,C h i n a;2S c h o o l o fM a t e r i a l sS c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g,H a r b i n I n s t i t u t e o fT e c h n o l o g y(W e i h a i),W e i h a i264209,S h a n d o n g,C h i n a)摘要:随着无线信息技术的飞速发展,电磁干扰问题日益突出,在全球范围内引起广泛关注㊂解决这一挑战的关键是开发能够吸收电磁波的材料㊂理想的吸波材料应为集承载㊁防热和强吸收于一体的结构性材料㊂本文总结了近年来碳基㊁陶瓷基复合材料及其电磁波吸收性能,这些吸收剂的最终目的是在较薄的涂层上实现更宽的有效吸收频率带宽;介绍了几种典型的㊁广受欢迎的复合材料的制备方法㊁结构及其电磁波损耗机制;阐述了现今吸波材料的优势㊁研究现状及存在的问题㊂最后,预测了吸波材料未来潜在的发展方向,采用理论㊁模拟计算以及实际实验紧密结合的手段设计和构筑碳基复合材料将会是必然趋势㊂关键词:碳基复合材料;陶瓷基复合材料;电磁波吸收特性;电磁波损耗机制d o i:10.11868/j.i s s n.1001-4381.2020.000275中图分类号:TM25文献标识码:A 文章编号:1001-4381(2021)06-0001-13A b s t r a c t:E l e c t r o m a g n e t i ci n t e r f e r e n c e p r o b l e m s h a v e b e c o m e a ni n c r e a s i n g i s s u e w i t h t h er a p i d d e v e l o p m e n to f w i r e l e s si n f o r m a t i o nt e c h n o l o g i e s,w h i c h h a sa t t r a c t e d g l o b a la t t e n t i o n.T h ek e y s o l u t i o n t ot h i sc h a l l e n g e i st od e v e l o p m a t e r i a l st h a tc a na b s o r be l e c t r o m a g n e t i cw a v e s.T h e i d e a l a b s o r b i n g m a t e r i a l s h o u l db e a s t r u c t u r a lm a t e r i a l i n t e g r a t i n g l o a db e a r i n g,h e a t p r o t e c t i o n a n d s t r o n g a b s o r p t i o n.T h e c a r b o n-b a s e d,c e r a m i c-b a s e d c o m p o s i t e s a n d t h e i r e l e c t r o m a g n e t i c a b s o r p t i o n p r o p e r t i e s i n r e c e n t y e a r sw e r e s u m m a r i z e d i n t h i s r e v i e w.T h eu l t i m a t e g o a l o f t h e s e a b s o r b e r s i s t o a c h i e v eb r o a d e r e f f e c t i v ea b s o r p t i o nf r e q u e n c y b a n d w i d t ha t a t h i nc o a t i n g t h i c k n e s s.T h es y n t h e s i s m e t h o d s,s t r u c t u r e sa n de l e c t r o m a g n e t i c w a v el o s s m e c h a n i s m o fs e v e r a l t y p i c a la n d w e l l-r e c e i v e d c o m p o s i t e s w e r ei n t r o d u c e d.T h es u p e r i o r i t i e s,r e s e a r c h s t a t u sa n d m a i n p r o b l e m so fa b s o r b i n g m a t e r i a l sw e r e d e s c r i b e d.B a s e d o n t h e s e p r o g r e s s e s,t h e p o t e n t i a l d e v e l o p m e n t d i r e c t i o n o f a b s o r b i n g m a t e r i a l s i n t h e f u t u r ew a s p r e d i c t e d.K e y w o r d s:c a r b o n-b a s e dc o m p o s i t e s;c e r a m i c-b a s e dc o m p o s i t e s;e l e c t r o m a g n e t i ca b s o r p t i o n p r o p e r t y;e l e c t r o m a g n e t i cw a v e l o s sm e c h a n i s m随着信息技术特别是微波通信技术领域的飞速发展[1-3],环境中存在的电磁(E M)辐射污染已经成为一个不可忽视的问题[4-5],它不仅干扰电子设备的操作,还会对人体健康造成伤害[6-7]㊂因此,电磁波吸收材料引起了科学家们的重视[8-9]㊂与此同时,现代电子对抗技术的迅速发展也使得在未来战争中的各种武器,如导弹㊁飞机㊁坦克㊁舰艇等面临着巨大的威胁,所以要不断地提高武器的战场生存㊁突防和纵深打击的能力,其材料工程2021年6月关键在于将电磁波吸收材料应用于隐身技术中,从而解决一些军事中的难点问题[10]㊂隐身材料技术是具有长期有效性和行之有效性的隐身手段,在隐身技术中尤为重要,也是世界各国研究发展的重点[11]㊂该技术通过运用各种高科技手段在特定的遥感探测环境中,可以有效抑制目标的雷达㊁红外㊁激光㊁电磁信号等特征信号,最终使得武器在一定的范围内难以被发现㊁识别和攻击㊂因此,L-K u(1~18G H z)全波段的吸波材料的研发和应用显得尤为重要㊂根据成型工艺和承载能力进行分类,吸波材料可分为涂覆型和结构型㊂涂覆型材料因其涂覆工艺简单㊁方便㊁吸波性能易于控制等优点备受世界诸多国家重视,但其存在着致命的缺点,例如:内应力大㊁附着力低㊁抗热冲击能力差和增加飞行器自身质量等[12]㊂因而,一种集承载㊁防热和强吸收于一体的结构性材料应运而生,其不仅可减轻飞行器的自重,而且还具有耐高温㊁高韧性㊁低密度㊁抗氧化等优异特性,使其成为目前国际上吸波材料的重点研究对象㊂常用的基体材料有树脂㊁橡胶和陶瓷等,碳基材料是使用最广泛的电磁波吸收材料,原因是其质量轻㊁价格低和导电性良好㊂其中还原氧化石墨烯(R G O)因具有大比表面积㊁高导热系数和良好的介电损耗等特性,成为拥有巨大潜力的新型吸波材料,然而,纯R G O的介电损耗较大,容易造成阻抗不匹配现象,不能满足高性能吸波材料(厚度薄㊁密度小㊁带宽大㊁吸收强)的要求[13-14]㊂将石墨烯与磁性材料复合,是获得高性能吸波材料的有效途径之一[15-17],然而,这种方法同样存在弊端㊂高温下磁性吸收剂会失去磁性使其无法应用于高温部件的雷达吸波隐身㊂因此,科研工作者一直致力于研究具有耐高温㊁低密度㊁高强度㊁高韧性等优良性能的吸波材料㊂近年来,介电损耗型吸波材料在电磁波吸收领域飞速发展㊂介电损耗型吸波材料一般是由高导电性碳质纳米粒子㊁介电陶瓷纳米粒子和金属半导体氧化物组成各种混合型纳米结构的复合材料㊂例如金属半导体氧化物/碳基纳米复合材料体系中的Z n O/碳基材料,Z n O的导电性差,可以有效调节碳基材料的介电常数,在负载超轻材料后,可产生额外的界面相互作用,且氧空位的存在会引起界面极化和缺陷偶极子,从而使材料表现出更大的介电损耗和高效的微波吸收,同时也降低了吸波剂的密度㊂低密度高吸收的复合材料在航空航天领域会有较好应用㊂陶瓷/碳基纳米复合材料体系中的S i C纳米线(S i C n w)具有独特的空间结构㊁大量的叠加断层使得材料产生界面极化和偶极极化作用,可以有效地提高电磁波的吸收性能,同时将吸收频率向低频段靠拢㊂低频吸收的突破使得吸波材料向全频段吸收的发展目标更近了一步㊂本文将从以下3个方面进行概括:首先,明确了雷达吸波材料的设计准则;其次,分析了陶瓷基和碳基材料的优势㊁弊端以及研究现状;最后,探讨了电磁波吸收材料未来的发展趋势㊂1雷达吸波材料的设计准则目前各国探测目标的手段主要为微波雷达,即利用电磁波在传播过程中遇见介质时所产生的变化,可在界面产生感应电磁流,并向四周辐射电磁能的原理,判断目标的距离㊁方位㊁大小㊁类型等信息㊂将材料设计成为表面阻抗无限接近于自由空间阻抗,确保其阻抗渐变或匹配,可以大大缩减雷达散射截面,避免两种介质阻抗的剧烈变化㊂这就意味着吸波材料的选择与设计尤为重要㊂当一束电磁波入射到材料表面时,将会发生反射㊁吸收和透射3个物理过程[18],如图1所示㊂图1电磁吸收器的原理图[18]F i g.1S c h e m a t i c d i a g r a mo f t h e i n c i d e n tE Mw a v e s t h r o u g ha nE Ma b s o r b e r[18]吸波材料的工作原理是吸收和干涉㊂电磁波进入吸波材料,被目标表面反射回来的电磁波与直接由吸波材料表面反射的电磁波发生干涉,而使总的反射波衰减㊂根据传输线理论,反射电磁波的多少是由材料和空间的阻抗匹配决定的,具体可用式(1),(2)表示:R L=20l g Z i n-Z0Z i n+Z0(1)其中:Z i n=Z0μrεr t a n h j2πf d cμrεr(2)式中:R L为反射损耗,d B;Z i n为吸波材料的输入阻抗;Z0为自由空间的阻抗;f为入射电磁波频率;d为吸波材料厚度;c为真空中电磁波的传播速率;μr为复磁导率;εr为复介电常数㊂R L值达到-10d B时,意味着90%的电磁波被吸收,R L值达到-20d B时,意味着99%的电磁波被吸收㊂因此,吸波材料吸收电2第49卷第6期介电损耗型微波吸收材料的研究进展磁波必须满足两个条件㊂(1)匹配特性㊂电磁波入射到材料表面时能够最大限度地进入材料内部,减少材料表面直接反射㊂μr=εr使得Z i n=Z0,即R=0,意味着电磁波全部进入材料内部,充分发挥材料衰减电磁波的能力㊂(2)衰减特性㊂电磁波进入材料内部后,能够迅速地几乎全部衰减掉㊂εᵡ=μᵡңɕ,材料应具有尽可能大的介电常数虚部和磁导率虚部以获得较大的损耗因子t a nδ,从而增强材料对电磁波的损耗能力㊂t a nδ可用式(3)表示:t a nδ=t a nδE+t a nδM=εᵡε'+μᵡμ'(3)式中:ε',μ'代表的是实部,意味着储能的能力;εᵡ,μᵡ代表的是虚部,意味着消耗能量的能力㊂损耗因子越大,衰减也就越强[19]㊂吸波材料与电磁波相互作用时可能发生3种现象:电导损耗㊁介电损耗㊁磁滞损耗㊂金属㊁铁氧体吸波材料具有吸收率高㊁频带宽等优点,是研究较多㊁发展较成熟的一类吸波材料㊂但其温度稳定性较差,尤其是在居里温度以上会转变为顺磁体(失去磁性),无法满足高温部件的雷达吸波隐身的需求㊂因此,陶瓷基和碳基材料将最有希望成为集承载㊁防热和吸波于一体的新型结构型材料㊂对于非磁性吸波材料,其介电损耗型机制主要包括电导损耗和极化弛豫损耗㊂根据麦克斯韦方程和德拜理论可知,复介电常数为[20]:ε'=εɕ+εs-εɕ1+ω2τ2(4)εᵡ=εᵡp+εᵡc=εs-εɕ1+ω2τ2ωτ+σωε0(5)式中:εs为静电介电常数;ε0为自由空间的介电常数;εɕ为高频极限相对介电常数;ω为角频率(2πf);τ为极化弛豫时间;σ为电导率;εᵡp和εᵡc分别代表极化损耗和电导损耗㊂另外,最理想的阻抗匹配可用式(6)表示[21-22]:M Z=2Z'i nZ i n2+1(6)式中:M Z为阻抗系数;Z'i n为输入阻抗的实部㊂因此,调节介电损耗型吸波材料的介电常数,使其具有最佳的阻抗匹配(M Z=1时)以及高的衰减系数,是提高材料吸波性能的唯一方式㊂材料的电导率σ是影响介电损耗能力的重要因素之一,它是由电子传输(电子的迁移和跳跃)决定的㊂因此,具有高浓度的电子迁移率和高导电性是优异吸波材料的必要条件㊂另外,边界电荷导致的介电弛豫和极化也是不可忽视的损耗方式㊂多孔隙和多界面可以促进有效电子转移,从而提高极化损耗能力(电磁波吸收能力),并且为电容式结构提供了条件,有助于降低入射电磁波的功率㊂最后,可在复杂的导电网络中产生耗散电流,造成欧姆损耗㊂综上所述,新型吸波材料的设计要求材料应具有高电导率㊁多孔以及多界面等优异的特性㊂评价吸波材料性能的标准不仅仅是微波损耗能力的大小,还与材料的有效吸收频宽和厚度有关㊂电磁波的吸收能力㊁厚度以及频率之间存在着一定的关系,可以根据1/4波长理论进行解释[23-24]:t m=nλ4=n c4f mεrμr(n=1,3,5, )(7)式中:t m,f m和λ分别代表谐振厚度㊁谐振频率以及该峰值对应的1/4波长㊂其物理意义是当t m和f m满足式(7)时,反射电磁波的相位差为180ʎ,诱发抵消效应的产生,使得入射波和反射波相消㊂因此,可通过调节谐振频率和介电常数来控制材料的厚度;而其谐振波长可以调谐其频带宽度,也就意味着带宽㊁厚度以及最高频率是相互作用和影响的㊂因此,为满足严苛的吸波性能要求,新型吸波材料必需具备介电性能可调的特点㊂2碳基材料碳基吸波材料因其具有表面性能可调㊁超强耐腐蚀性能㊁超薄结构特性㊁超高载流子迁移率(ʈ200000 c m2㊃V-1㊃s-1)㊁高的导热系数(ʈ5300W㊃m-1㊃K-1)等优势,使其备受国内外科研人员的关注[25-26]㊂碳材料的存在形式多变,例如:碳球㊁多孔碳㊁碳纳米管(C N T s),R G O[27-30]等,丰富且独特的结构为制备工艺提供多种选择,并且使其具有比表面积大㊁轻质和电磁折射能力强等特点㊂即便如此,多种形态的纯碳材料(碳纤维㊁碳球㊁多孔碳等)并不能满足吸波领域的严苛需求,吸波性能并不理想(频带窄㊁反射损耗值较高㊁不适应高温环境)㊂因此,多与其他磁性材料㊁半导体㊁硫化物㊁稀土元素等复合,进而提高其吸波性能[31-32]㊂Y a n等[33]提出了一种构造界面层次结构的新策略来揭示界面结构-界面极化-电磁波吸收特性三者之间的关系㊂在微量镍金属的催化作用下,通过改变炭化温度(600~900ħ)成功合成了具有界面分层结构的三维三聚氰胺碳化海绵材料(分别命名为M C S6, M C S7,M C S8和M C S9)㊂M C S复合材料随着界面层次结构的改变而具有不同的微波吸收性能㊂其中,相同石蜡填充量(30%),M C S7表现出最强的连续吸收带宽,在2.6~18G H z下均有较强吸收(<-20d B, 99%吸收)㊂频率为13.44G H z时,M C S7材料的R L 值为-54.1d B,厚度为2.13m m㊂在此基础上,该工作建立了介电损耗型的界面极化模型㊂根据理论计算3材料工程2021年6月可知,碳材料的界面分层结构对增强界面极化和电磁波损耗能力具有重要意义㊂通过界面结构的优化设计,M C S8具有较强的微波吸收能力(R L值为-76.59d B,相应频率为6.24G H z,厚度为3.89m m)和轻量级(5.36m g㊃c m-3)㊂该工作实现了不同层次界面结构材料的制备并提出了优化界面极化的设计原则㊂这对推动低成本㊁轻质㊁高性能的纯碳基吸波材料的开发和应用具有重要的意义㊂2.1碳纳米管(C N T s)碳纳米管(C N T s)是富勒烯家族的一员,拥有圆柱形一维结构㊂碳纳米管具有比表面积高㊁质量轻㊁导电性好㊁机械强度高㊁热稳定性好㊁耐腐蚀等优异的物理化学性能,这些优异的特性使其近年来在吸波材料领域发挥着重要的作用[34-38]㊂至今为止,研究者合成了许多具有优异吸波特性的碳纳米管基复合吸波材料,例如:C o/C N T s[39],C N T F s/S i3N4[40],P P y/T i O2 (n p)/C N T[41],C N T s/G N S@C o F e2O4[42]等,其中, M i c h e l i等[43]介绍了几种应用于飞机/航空航天系统的碳基复合材料的微波特性㊂他们使用了5种不同种类的碳材料:微颗粒石墨㊁富勒烯㊁C N F s以及单壁和多壁C N T s㊂材料的一维(1D)结构和高导电性使碳纳米管具有低渗透阈值和良好的介电性能㊂然而,1D 结构的吸波材料在结构构造方面存在一定的劣势,对电磁波的损耗能力较差,无法达到二维(2D)或多维材料的微波吸收强度㊂为此,S u n等[44]采用化学气相沉积的方法,合成了垂直排列的碳纳米管阵列,碳纳米管呈多壁结构,平均直径为11n m,质量轻,经过交叉堆积后得到碳纳米管薄膜㊂通过改变叠加的角度,可以精确控制吸收频率,用以达到增加C N T s的微波吸收强度的目的㊂其中,在相邻的两块碳纳米管片之间叠加四块夹角为90ʎ的对齐碳纳米管片,获得了最优异的吸波性能,反射损耗达到-47.66d B(2m m;4.32G H z(<-10d B))㊂以制备的多壁C N T s为基体,将其与金属/导电聚合物相结合,进一步提高了微波吸收能力㊂这些排列整齐的基于碳纳米管片的光纤激光器将在轻量微波吸收材料中有很好的应用前景㊂近年来,通过调节碳纳米管的介电常数改善其微波衰减特性的方法很多㊂其中用金属氧化物和介电材料来修饰碳纳米管的复合材料,具有良好的电磁波损耗和导电性[45-46]㊂C h e n等[47]采用一种简单的溶剂热法制备了具有高效微波吸收性能的协同组装的多壁碳纳米管(MW C N T)/石墨烯泡沫(G F s)的复合材料(C G F s)㊂通过调节MW C N T的负载量和热还原温度,可以有效调节C G F s的复介电常数和电导率㊂MW C N T的加入显著提高了C G F s的低频微波吸收强度㊂文章中研究了有C G F s和无C@G F s溶剂热过程对微波吸收性能的影响㊂C@G F s的有效吸收带宽要比C G F s窄得多,然而C@G F s在低频下的吸收能力较差㊂此外,退火温度较低㊁MW C N T负载量较高的C G F s在低频时表现出较强的吸收峰㊂相比其他吸收剂,C G F s具有带宽宽㊁平均吸收强度(A A I)高的优点㊂S MA P为特定的吸波性能参数,代表A A I与密度和厚度乘积的比值(A A I/(d㊃t))㊂C G F s的S MA P值远远高于其他已经报道的吸附剂:在2~18G H z范围内,C G7F-400的S MA P值最高(其中7为G F s/MW C N T的质量比, 400为退火温度),并拥有最宽的有效带宽(16G H z; 5m m;R L值为-39.5d B),最高的A A I值(19.1d B)和S MA P值;4~12G H z范围内,拥有最好的平均吸收强度(A A I:22.7d B)㊂C G F s具有良好的吸波性能,主要归功于阻抗的均衡匹配㊁特殊的多级结构㊁巨大的三维交联和复杂的损耗网络㊂大多数的入射微波能够穿透多孔C G F s的内部,并反复散射㊂在交变电磁场作用下,孔隙壁上形成大量的正电荷和负电荷区域,促进极化损耗,从而提高了整体的吸收能力㊂此外,集成的MW C N T/石墨烯网络形成了一个巨大的三维交联错综复杂的导电网络㊂这就为传入的电磁波创造了极其漫长而复杂的传输通道㊂然后在C G F s框架内以大电阻-电感-电容耦合电路和时变电磁场感应电流的形式对入射电磁波进行强烈的响应[48-52]㊂在交变电磁场作用下,电阻式三维MW C N T/石墨烯网络中将会产生电流,从而造成欧姆损耗[53]㊂这种超轻的C G F s微波吸收材料将在军事装备和隐私保护方面发挥其应有的价值㊂质量轻㊁效率高是微波吸收材料的两个关键因素㊂最重要的是吸波材料要满足苛刻的热环境要求㊂C a o 等[54]采用溶液法合成了Z n O纳米晶修饰的多壁碳纳米管(Z n O@MW C N T s)㊂Z n O纳米晶是通过Z n2+的沉淀来修饰MW C N T s表面的,氧化锌的加入适当地调整了复介电常数,与物理混合相比,这种负载的超轻质复合材料通过产生额外的界面相互作用,而表现出更大的介电损耗和高效的微波吸收㊂Z n O@MW C N T s 的一系列优异性能表明(2.5m m;-20.7d B;X波段),它是一种很有前途的微波吸收功能材料㊂Z n O/MW C N T s的介电损耗可以通过德拜理论来解释㊂Z n O@MW C N T网络结构的电导率㊁Z n O-MW C N T和Z n O-Z n O界面的极化㊁Z n O中氧空位产生的缺陷偶极子是提高εᵡ的主要参数[55-56]㊂极化弛豫和电导率对材料的性能有重要的影响,电导损耗可以通过式(4)和(5)拟合出来,复合材料的电导损耗和4第49卷第6期介电损耗型微波吸收材料的研究进展极化损耗对εᵡ的影响程度进行了比较㊂负载5%的Z n O@MW C N T s复合材料,电导损耗和极化损耗都有很大的贡献㊂负载了10%和15%的Z n O@ MW C N T s复合材料,电导损耗占主导地位,并且随着温度的升高而增加㊂影响Z n O@MW C N T复合材料介电性能的关键因素是它的σ值,这是由电子输运决定的㊂C a o等[54]基于电子传输特性以及Z n O@MW C N T s的微观结构特征,提出了一种Z n O与MW C N T之间的电子传输原理㊂电子传输有两种模式,即Z n O@MW C N T s中电子的迁移和跳跃㊂一方面,当电磁波传播到复合材料中时,多壁碳纳米管中的大量电子可以迁移到外层,或者跨越缺陷和壳层之间的界面㊂高浓度的迁移电子赋予了MW C N T s较高的电导率,即σ值较大㊂另一方面,固定在MW C N T s上的Z n O为形成界面极化和电容式结构提供了条件,Z n O中的氧空位所引起的界面极化和缺陷偶极子对复合材料εᵡ值有一定的影响,电容式结构可以减弱入射电磁波的功率㊂种种数据及理论表明Z n O@MW C N T是一种可在高温环境中使用的吸波材料㊂2.2石墨烯石墨烯具有轻量化㊁较高的载流子迁移率㊁较大的比表面积㊁优异的化学稳定性和机械强度,被认为是一种新型的电磁吸收体㊂最重要的是,石墨烯具有优异的介电性能和显著的介电损耗能力[57-59]㊂与石墨烯相关的材料,如还原氧化石墨烯(R G O)和氧化石墨烯(G O)也得到了广泛的研究㊂氧化石墨烯可以通过化学㊁热还原㊁电化学还原转变为R G O,由于在热处理过程中引入的缺陷和官能团,使得R G O的电导率远远低于石墨烯[60]㊂因此,许多研究人员选择用R G O来制备电磁吸波材料,例如:C B/R G O[61],S r A l4F e8 O19/R G O/P V D F[62],C o F e2O4/R G O[63],R G O/C o@ F e@C u[64],M n O2/R G O[65],F e3O4@R G O[66]等㊂根据电磁吸收机理,介电常数ε'的实部表示储能能力,而介电常数εᵡ的虚部表示损耗能力[67-68]㊂较大的ε'和εᵡ值会导致吸收剂界面的高反射(阻抗匹配较差),因此衰减特性较低[69-73]㊂为了克服这一缺点,将R G O 上加载导电性能差的材料形成复合材料,以提高材料的阻抗匹配性能㊂Z n O是一种被广泛研究的氧化物材料,具有较大的带隙(3.2e V),因此其导电性较差㊂通过与R G O 形成异质结构,使得R G O/Z n O复合材料在电磁吸收领域拥有巨大的应用潜力[74]㊂Z h a n g等[75]采用乙醇水溶液混合法将R G O和四面体针状氧化锌(T-Z n O)混合,制备了一种新型的微波吸收复合材料㊂氧化石墨烯首先通过化学方法还原,然后将其分散到乙醇中进行短暂的超声波处理㊂在溶液中加入适量的通过热蒸发锌粉所获得的T-Z n O㊂为了防止T-Z n O的形貌被破坏,超声处理时间限制在5m i n之内㊂最后,在80ħ的烘箱中干燥6h,得到R G O/T-Z n O㊂图2为R G O,T-Z n O和R G O/T-Z n O复合材料的扫描电镜照片㊂如图2(a),(b)所示,R G O为片状结构,表面和边缘有一些褶皱和堆叠,T-Z n O是四面体针状,长度和直径分别为19μm和2.5μm左右㊂图2(c)中,复合材料中T-Z n O晶须分布均匀,形成网状结构,可以改善复合材料的微波吸收性能(纯T-Z n O的R L 值<-2d B并无有效频宽)㊂L i u等[76]介绍了这种独特结构的形成机理㊂该方法获得的最佳微波吸收性能的复合材料比例为5%R G O和10%T-Z n O,当吸波环的厚度为2.9m m时,反射损耗可达到-59.50d B (频率为6.8G H z)㊂图2扫描电镜照片[75](a)R G O;(b)四面体针状Z n O;(c)5%R G O和10%T-Z n O晶须的R G O/T-Z n O/石蜡复合材料的断口截面F i g.2S E Mi m a g e s[75](a)R G O;(b)t e t r a p o d-l i k eZ n O;(c)f r a c t u r e d c r o s s-s e c t i o no fR G O/T-Z n O/p a r a f f i n c o m p o s i t e sw i t h5%R G Oa n d10%T-Z n O w h i s k e r sR G O的介电弛豫和极化㊁T-Z n O针尖处的电子极化㊁电导损耗和多次散射是其拥有优良的微波吸收性能的主要原因㊂衰减机理可以归结为电导损耗和极化效应㊂独特的四面体针状结构有利于增强材料的衰减能力,首先,当电磁波入射到材料表面时,R G O上载流子的定向运动形成振荡电流,边界电荷引起介质弛豫和极化;其次,T-Z n O的针状尖端也会引起强烈的电子极化,由于T-Z n O的高纵横比和有限的电导率,在外加电磁场的作用下针尖处会有明显的电荷聚集效应,产生振动微电流㊂集中的尖端起到多极的作用,与入射微波进行调谐,有助于增强吸收;最后,复合材料形成的不连续的传导网络,使能量被诱导成耗散电流,在传输过程中,部分转换能可以被消耗掉,从而导致高的电导损耗㊂5材料工程2021年6月随着吸波材料的广泛应用,对其要求也在不断地提高㊂为了拓宽R G O 作为纳米级构建材料的应用范围,W a n g 等[77]采用一步水热法制备了具有良好微波吸收性能的C e O 2-R G O 复合材料㊂R G O 是一种具有皱褶特征的三维多孔骨架,表明所得到的R G O 板主要由单层或多层组成,C e O 2纳米晶均匀地固定在R G O 表面,没有明显的团聚现象㊂当C e O 2与氧化石墨烯的质量比为10ʒ1时,合成的复合材料具有最大的反射损耗R L 为-45.91d B (2.0m m ,13.28G H z ),分别是单独C e O 2和RG O 吸波性能的73.35倍和6.14倍㊂此外,还具有宽带吸收特性,有效吸收频率带宽(R L <-10d B )为4.5G H z ,并且通过调节其厚度可在3.68~18.00G H z 频率范围内进行实际应用,均有较好的反射损耗(最小的为-34d B )㊂C e O 2-R G O 复合材料具有优异的微波吸收性能,原因在于其独特的C e O 2-R G O 的体系结构使得材料存在导电损耗㊁极化损耗和多重反射(见图3)㊂首先,C e O 2和RG O 的比例适中,阻抗匹配和衰减常数之间存在一种平衡,从而提高了微波吸收性能;其次,由于C e O 2,R G O 和C e O 2-R G O 之间存在多重界面,较大的界面极化也有利于电磁能量的耗散;然后,当C e O 2纳米晶被固定在R G O 片上时,C e O 2的氧空位浓度较高,由于库仑相互作用,C e O 2纳米粒子上会产生局域电子,并且会与R G O 片上的孔隙相互作用,导致空位处的空穴可捕获电子,从而实现了有效的电子转移㊂由于R G O 与C e O 2之间存在电荷转移,处于界面的偶极子的共同运动可以进一步提高微波吸收性能;最后,随着R G O 含量的增加超过阈值,石蜡吸波环内会形成导电网络,导致高导电损耗㊂此外,相邻的两个R G O 薄片可以形成电容式的结构,这也有助于电磁场下的极化㊂该C e O 2-R G O 复合材料有望成为一种新型高效的微波吸收材料㊂图3 C e O 2-R G O 混合物微波衰减机理的示意图[77]F i g .3 S c h e m a t i c d e s c r i p t i o no f a p o s s i b l em i c r o w a v e a t t e n u a t i o nm e c h a n i s mo f t h eC e O 2-R G Oh y b r i d s [77]在电磁波被吸收的过程中,介电常数对阻抗匹配和衰减损耗起着至关重要但又相反的作用㊂理想的吸收剂除了单方面性能优越外,还需要兼顾阻抗匹配和耗能情况㊂为了同时获得阻抗匹配和衰减能力适中的吸波材料,Q u a n 等[78]采用简便有效的水热法制备了M o S 2/R G O 复合材料㊂与已报道的其他M o S 2/R G O 微波吸收材料相比,该研究在制备方法上显示出明显的优势㊂在-50ħ冷冻干燥48h 和在650ħ下A r 2/C S 2气氛中进行热处理,这两种过程达到了耗能的效果㊂复合材料的介电常数可以通过改变前驱体的摩尔比来调节,氧化石墨烯含量为6m L 时,达到材料的最佳阻抗匹配㊂在较小厚度(1.95m m )下,14.8G H z时,最大反射损耗为-67.1d B (R L<-10d B ),有效电磁波吸收带宽为12.08~18.00G H z (有效吸收带宽5.92G H z )㊂结果表明M o S 2/R G O 复合材料可以作为一个理想的微波吸收剂,不仅厚度小㊁频带宽,也有较好的阻抗匹配和较强的微波吸收能力㊂碳基吸波材料因其具有多维结构和独特的化学㊁6。
钴掺杂锰酸镧光催化剂的第一性原理与可见光响应光催化性能研究
1 实验部分
1.1 试剂与仪器 六水合硝酸镧［La（NO3）3·6H2O］、硝酸钴［Co（NO3）2］和柠檬酸（C6H8O7）均为分析纯，甲基橙纯度为
98%，均购于上海麦克林生化科技有限公司；乙酸锰［Mn（CH3COO）2］为分析纯，购于天津市福晨化学 试剂厂；氨水（NH3·H2O）为分析纯，购于天津市致远化学试剂厂；盐酸（HCl）为分析纯，购于珠海市华 成达化工有限公司 .
LaMnO3是通式为 ABO3的钙钛矿（Perovskite）［13］氧化物中的一种 . 理想的 ABO3型钙钛矿氧化物呈立 方结构，空间群为 Pm3m. 如图 1 所示，理想 ABO3型钙钛矿中，A 位离子一般为稀土元素或碱金属元 素，位于立方体的顶点，主要起稳定结构的作用 . B 位离子一般为过渡金属元素，位于立方体的面心， 是主要的活性中心 . O 位于立方体的体心 . 要形成钙钛矿结构，A，B 位离子半径需满足一定的条件 . Goldschmidt 提出了容忍因子这个概念，用容忍因子来表示不同 A，B 元素组合的 ABO3结构与钙钛矿理 想结构的偏离程度［14］，Goldschmidt 总结出，当容忍因子 t 满足条件 0. 75≤t≤1 时，均能形成钙钛矿结构 .
本文采用 Co2+掺杂的方式来提高 LaMnO3的可见光催化效果 . 首先对 LaMnO3进行了第一性原理模 拟计算，结合第一性原理分析了 Co2+掺杂前后 LaMnO3的电子性质与光学性质的改变，随后采用溶胶-凝 胶法合成了 LaMnO3 粉末，研究了不同溶胶 pH 值对于合成物的尺寸形貌及催化效果的影响，获得了 LaMnO3的最佳制备环境 . 最后采用 Co2+离子掺杂合成了 LaMn1−xCoxO3粉体，研究了不同 Co2+掺杂浓度对 LaMnO3光催化活性的影响，证实了第一性原理模拟中的结果 .
《2024年锰酸镧钙钛矿催化剂的结构调控和催化性能研究》范文
《锰酸镧钙钛矿催化剂的结构调控和催化性能研究》篇一一、引言近年来，锰酸镧钙钛矿因其出色的催化性能、高热稳定性以及在众多反应中的独特催化作用，已经成为研究领域的一个热门课题。
其在氧化反应、还原反应及催化过程中的广泛应用前景，引起了众多科学家的关注。
因此，对于其结构调控以及催化性能的研究具有重要的学术价值和应用价值。
本文旨在通过详细研究锰酸镧钙钛矿催化剂的结构调控和催化性能，为进一步优化其性能提供理论依据。
二、锰酸镧钙钛矿的结构特点锰酸镧钙钛矿（LaMnO3）是一种典型的钙钛矿结构材料，其晶体结构由氧离子形成的立方密排骨架和填充在其中的阳离子构成。
其结构特点使得其具有优异的电子传输性能和良好的化学稳定性。
此外，通过调整其组成元素的比例和结构，可以有效地调控其物理化学性质。
三、结构调控方法针对锰酸镧钙钛矿的结构特点，本文提出了以下几种结构调控方法：1. 元素掺杂：通过引入其他元素，如Sr、Ca等，形成不同比例的掺杂锰酸镧钙钛矿，从而改变其电子结构和物理性质。
2. 纳米化处理：通过控制合成条件，使锰酸镧钙钛矿形成纳米级颗粒，提高其比表面积和反应活性。
3. 表面修饰：利用表面活性剂或其它物质对锰酸镧钙钛矿进行表面修饰，改善其表面性质和催化性能。
四、催化性能研究经过上述结构调控后，我们对其催化性能进行了详细的研究。
具体如下：1. 氧化反应：锰酸镧钙钛矿在氧化反应中表现出优异的性能，尤其是对CO和碳氢化合物的氧化反应具有很高的活性。
通过调整其结构，可以进一步提高其氧化性能。
2. 还原反应：在还原反应中，锰酸镧钙钛矿也表现出良好的性能。
通过元素掺杂和纳米化处理，可以改善其在还原反应中的活性。
3. 反应机理研究：通过实验和理论计算相结合的方法，研究了锰酸镧钙钛矿在氧化还原反应中的反应机理，揭示了其催化活性的来源和影响因素。
五、实验结果与讨论通过实验，我们发现在元素掺杂、纳米化处理和表面修饰等方法中，元素掺杂对提高锰酸镧钙钛矿的催化性能效果最为显著。
BaCu(BO)掺杂铌钛酸锌微波介质陶瓷[发明专利]
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专利名称：BaCu(BO)掺杂铌钛酸锌微波介质陶瓷专利类型：发明专利
发明人：马卫兵,陈天凯,孙清池,郇正利,唐翠翠
申请号：CN201310017494.X
申请日：20130117
公开号：CN103058658A
公开日：
20130424
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种BaCu(BO)简称BCB掺杂铌钛酸锌微波介质陶瓷及其制备方法，其化学计量式为ZnTiNbO-0.8TiO-xwt.%BCB，式中x=2～3。
其制备方法为：以ZnTiNbO-0.8TiO体系微波介质陶瓷为基础，采用传统的氧化物混合方式，加入BCB作为烧结助剂，最佳烧结温度为975℃，制备出的ZnTiNbO-0.8TiO微波介质陶瓷材料，其ε=39.01,Q×f=22,678 GHz,τ=+2.1ppm/°C，具有烧结温度相对较低、综合性能好的特点。
本发明可应用于与贱金属电极低温共烧的MLCC陶瓷器件，在信息、军工、移动通信、电子电器、航空、石油勘探等行业得到广泛应用。
申请人：天津大学
地址：300072 天津市南开区卫津路92号
国籍：CN
代理机构：天津市北洋有限责任专利代理事务所
代理人：张宏祥
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不同形貌二氧化锰纳米材料的制备及吸波性能研究
不同形貌二氧化锰纳米材料的制备及吸波性能研究随着电子信息技术的飞速发展,各类电子仪器设备和小型易携带的电子产品逐渐渗入到我们生活的方方面面,由此带来的电磁污染和电磁干扰问题也日益突出。
因此,开发出具有质量轻、涂层薄、吸收能力强、吸收频带宽以及制备工艺简单,成本低廉的吸波材料迫在眉睫。
本文以水热法为主,通过改变实验原料和制备工艺获得了一维棒状（α-MnO<sub>2</sub>,β-MnO<sub>2</sub>）、三维核壳结构（δ-MnO<sub>2</sub>,α-MnO<sub>2</sub>,δ/α双相复合MnO<sub>2</sub>）以及三维中空多孔结构（γ-MnO<sub>2</sub>）的MnO<sub>2</sub>纳米材料。
并进一步分别研究了其电磁波吸收性能,探讨了 MnO<sub>2</sub>纳米材料的结构-吸波性能关系,揭示了不同晶型和形貌的MnO<sub>2</sub>纳米材料的电磁波吸收机制。
具体内容如下:（1）以KMnO<sub>4</sub>和MnSO<sub>4</sub>·H<sub>2</sub>O为原料,通过简单的水热法,在不同温度下获得了三种不同晶型和尺寸大小的一维棒状纳米MnO<sub>2</sub>,并进一步探究了其吸波性能。
研究结果表明,一维棒状结构的β-MnO<sub>2</sub>的吸波性能明显优于α-MnO<sub>2</sub>,且样品的结晶度越高性能越好。
220 ℃制备的β-MnO<sub>2</sub>表现出了最佳的吸波性能,在14.7 GHz,涂层厚度为1.5 mm时,其最小反射损耗为-25.5 dB,有效吸波频宽可达5.0 GHz （13～18.0 GHz）。
NiCoFe掺杂MnO2的制备及其微波电磁性能研究的开题报告
NiCoFe掺杂MnO2的制备及其微波电磁性能研究的
开题报告
一、研究背景和意义：
随着无线通信技术的快速发展，对微波材料的需求越来越高。
MnO2材料因其良好的微波吸收性能和独特的导电性能而被广泛应用于电磁屏蔽、雷达反射、热防护等领域。
然而，纯MnO2的微波吸收性能有限，由此引发了对其性能改进的
研究。
一种有效的方法是对MnO2进行掺杂改性。
其中，NiCoFe元素三
元掺杂已被证实可以显著提高MnO2的微波吸收性能。
因此，本研究旨在制备NiCoFe掺杂的MnO2材料，并研究其微波电磁性能，为进一步开发具有良好电磁性能的材料提供理论和实验支持。
二、研究内容和方法：
1.制备NiCoFe掺杂的MnO2材料。
2.对制备的材料进行结构和形貌表征，包括X射线衍射分析（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等检测手段。
3.研究材料的微波电磁性能，包括复介电常数、复磁导率和反射损
耗等。
4.分析NiCoFe掺杂对MnO2微波电磁性能的影响。
三、研究进度：
本研究已初步完成了MnO2材料的制备，正在进行结构和形貌表征。
同时，已开始对制备的材料进行微波电磁性能测试。
预计在一个月内完成材料的完整表征，并整理分析实验数据。
四、研究结论：
本研究预计可以制备出具有良好微波电磁性能的NiCoFe掺杂MnO2材料，并分析研究掺杂元素对其性能的影响，为开发具有实用价值的微波材料提供理论和实验依据。
Zn、Cd单掺及Cd-Sr复合掺杂锰酸镧陶瓷的研究的开题报告
Zn、Cd单掺及Cd-Sr复合掺杂锰酸镧陶瓷的研究
的开题报告
研究背景：
锰酸镧陶瓷作为一种重要的压电材料，在应用中具有重要的意义。
其压电性能取决于材料的晶体结构和成分，因此采用掺杂的方法来改变
材料的成分和晶体结构，从而提高其压电性能。
研究目的：
本研究旨在探究Zn、Cd单掺及Cd-Sr复合掺杂锰酸镧陶瓷的制备工艺、晶体结构、压电性能等方面的研究，为优化锰酸镧陶瓷的性能、提
高应用价值提供理论和实践依据。
研究内容：
1.研究Zn、Cd单掺及Cd-Sr复合掺杂锰酸镧陶瓷的制备工艺，包括陶瓷的化学成分控制、烧结温度控制等方面的研究；
2.研究Zn、Cd单掺及Cd-Sr复合掺杂锰酸镧陶瓷的晶体结构特征，采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对陶瓷的晶体结构和形貌进行表征；
3.研究Zn、Cd单掺及Cd-Sr复合掺杂锰酸镧陶瓷的压电性能，对陶瓷的压电系数、矢量磁滞回线等性能进行测试和分析，探究掺杂对锰酸
镧陶瓷压电性能的影响。
研究意义：
Zn、Cd单掺及Cd-Sr复合掺杂锰酸镧陶瓷具有广泛的应用前景，例如应用于压电传感器、压电陶瓷电容器等领域。
本研究通过对掺杂锰酸
镧陶瓷的制备工艺、晶体结构和压电性能的研究，为优化锰酸镧陶瓷的
性能提供了理论和实践依据。
N、B共掺杂MXene复合材料的制备及其电化学性能研究
N、B共掺杂MXene复合材料的制备及其电化学性能研究孙贺雷;李云飞;易荣华;王若冲;周爱军;孙义民【摘要】通过对Ti3A1C2 MAX相陶瓷粉进行刻蚀、插层、超声处理,制备出片状Ti3C2Tx MXene.以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐作为杂原子掺杂的氮源和硼源,通过不同温度热处理,得到新型的N、B掺杂MXene(N,B-Ti3C2Tx)作为超级电容器的电极材料.考察了煅烧温度对其电容性能的影响,结果表明,最佳煅烧温度为300℃,此时电容性能得到有效提高.在扫描速率为100mV/s时测得N,B-Ti3C2Tx-300℃的质量电容为65 F/g,是相同条件下Ti3C2Tx电容的5.5倍.EIS结果表明,N,B-Ti3C2Tx-300℃的接触电阻为0.52 Ω.循环稳定性测试表明,当电流密度为2 A/g时,充放电循环1000次后的电容保持率为84％.【期刊名称】《储能科学与技术》【年(卷),期】2019(008)001【总页数】8页(P130-137)【关键词】MXene;离子液体;氮硼共掺杂;电容性能【作者】孙贺雷;李云飞;易荣华;王若冲;周爱军;孙义民【作者单位】武汉工程大学材料科学与工程学院,等离子体化学与新材料湖北省重点实验室,湖北武汉430205;武汉工程大学材料科学与工程学院,等离子体化学与新材料湖北省重点实验室,湖北武汉430205;武汉工程大学材料科学与工程学院,等离子体化学与新材料湖北省重点实验室,湖北武汉430205;武汉工程大学材料科学与工程学院,等离子体化学与新材料湖北省重点实验室,湖北武汉430205;武汉工程大学材料科学与工程学院,等离子体化学与新材料湖北省重点实验室,湖北武汉430205;武汉工程大学材料科学与工程学院,等离子体化学与新材料湖北省重点实验室,湖北武汉430205【正文语种】中文【中图分类】TM53近年来，二维材料以其巨大的表面积、柔性的层状通道和可调控的电子结构在超级电容器领域展现出了巨大的应用潜力和广阔的发展前景[1-2]。
锰及其化合物微波吸收性能研究
ｄ ｉ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｒ ｃ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｔ ｒ ｙ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｗ ｉ ｔ ｈ ａ ｌ ｍｏ ｓ ｔ ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｓ ｔ ｅ ｎ ｔ ｒ ｅ ｓ ｕ ｈ ｓ ，ｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｅ ａ ｃ ｈ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍ ｗ ｉ ｔ ｈ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｓ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｒ ｙ ｔ ｏ ｅ ａ ｃ ｈ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ．
ｌ ｏ ｗｅ ｒ ｈ ｅ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｒ ａ ｔ ｅ ．Ｉ ｔ ｉ ｓ ｃ ｏ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｗａ ｖ ｅ ａ ｂ ｓ ｏ ｐｔ ｒ ｉ ｏ ｎ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｉｓ ｒ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ｅ ｄ ｏ ｒ ｅ ｓ ｄ ｅ ｐ ｅ ｎ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｉ ｒ
ｂ ｉ ｇ ｇ ｅ ｓ ｔ ｄ ｉ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｌ ｏ ｓ ｓ ａ ｎ ｄ ｇ ｏ ｏ ｄ ｈ ｅ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｒ ａ ｔ ｅ ，ｗｈ ｉ ｌ ｅ Ｍｎ Ｏ ａ ｎ ｄ Ｍｎ Ｓ Ｏ４・Ｈ２ ０ ｈ ａ ｄ ｔ ｈ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ ｄ ｉ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｌ ｏ ｓ ｓ ｅ ｓ ｗｉ ｔ ｈ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ
镧掺杂对大洋锰结核制备铁氧体磁性的影响_张平萍.caj
后， 物相中多余的锰优先和镧结合形成镧钙锰氧化
物， 从而导致锰铝硅酸盐衍射峰降低。
根 据 立 方 晶 系 晶 格 常 数 的 近 似 公 式 （ａ ＝
!２ ２ ２
ｄ ｈ ＋ｋ ＋ｌ
），
从实验结果计算得到
ＭｎＦｅ２Ｏ４（３１１）晶
面的晶面间距、晶格常数与 Ｌａ３＋掺加量的关系， 如表
１ 所示。从表 １ 中可以看出， Ｌａ３＋掺杂量不同， 晶面间
（０．１０６ ｎｍ） 会进入锰铁氧体内部， 取代半径较小的
Ｆｅ３＋（０．０６７ ｎｍ）， 从而导致晶格发生畸变， 晶格常数变
大； 随着 Ｌａ３＋掺入量的增加， 部分 Ｌａ３＋进入晶格内部
取代 Ｆｅ３＋， 另有部分 Ｌａ３＋与 Ｍｎ４＋、Ｃａ２＋等离子形成杂
相， 填充于 ＭｎＦｅ２Ｏ４ 晶粒之间， 并抑制锰铁氧体生 长， 故而使得 晶 格 发 生 收 缩 ， 导 致 晶 格 常 数 变 小［１４］；
chinesejournalinorganicchemistry2008242参考文献14条1post查看详情19992weisz查看详情1968掺杂对功率铁氧体磁性能的影响期刊论文gongnengcailiao200502稀土元素在磁性吸波材料中的应用研究进展期刊论文xitu200406稀土dy3掺杂fe3o4的合成及电磁性质期刊论文zhongguoxituxuebao200604化学共沉淀法合成cofe2o4纳米颗粒及其磁性能期刊论文guisuanyanxuebao200508掺杂co2和sm3对纳米znfe2o4铁氧体的电磁损耗性质的影响期刊论文huaxuexuebao200602镧系元素掺杂mnzn铁氧体的制备和研究期刊论文wujihuaxuexuebao200408稀土la3离子取代对m型锶铁氧体的结构和磁性的影响期刊论文xiyoujinshucailiaoyugongcheng200205镧六方铁氧体ba1xlaxfe12o19的电磁性能与吸波特性期刊论文jilindaxuexuebaolixueban200302ru的添加量对femn尖晶石的结构及其氧化性能的影响期刊论文shiyouxuebao200605查看详情13chings
《Ru掺杂对SrFe12O19微波吸收和MnCo2O4的磁性影响》范文
《Ru掺杂对SrFe12O19微波吸收和MnCo2O4的磁性影响》篇一Ru掺杂对SrFe12O19微波吸收及MnCo2O4磁性影响的研究一、引言随着现代电子技术的飞速发展，微波吸收材料和磁性材料在通信、雷达、电磁屏蔽等领域的应用日益广泛。
SrFe12O19作为一种典型的铁氧体材料，因其具有较高的磁导率和微波吸收性能而备受关注。
同时，MnCo2O4作为一种新型的复合氧化物磁性材料，也因其独特的磁学性质而受到研究者的青睐。
本文旨在探讨Ru掺杂对SrFe12O19微波吸收性能及对MnCo2O4磁性影响的研究。
二、Ru掺杂对SrFe12O19微波吸收性能的影响Ru掺杂是一种有效的调节材料物理性质的方法。
通过将Ru 元素引入SrFe12O19的晶格中，可以改变其电子结构、能带结构和磁性等性质，从而影响其微波吸收性能。
研究表明，适量的Ru 掺杂可以显著提高SrFe12O19的微波吸收性能。
首先，Ru掺杂可以引起SrFe12O19的晶格畸变，导致其电子能级分布发生变化，从而提高其电子跃迁几率。
这种电子跃迁有利于增强材料对微波的吸收能力。
其次，Ru元素的引入可以改变材料的磁导率，从而影响其对微波的响应。
此外，Ru掺杂还可以在材料中引入缺陷态，这些缺陷态可以作为电子的陷阱，延长电子在材料中的停留时间，进一步提高其微波吸收性能。
三、Ru掺杂对MnCo2O4磁性影响的研究MnCo2O4作为一种复合氧化物磁性材料，具有较高的饱和磁化强度和较低的矫顽力。
Ru掺杂对MnCo2O4的磁性具有显著影响。
首先，Ru元素的引入可以改变MnCo2O4的晶格结构，从而影响其磁畴结构和磁矩分布。
适量的Ru掺杂可以增加材料的饱和磁化强度，提高其磁性能。
其次，Ru元素在材料中可以替代部分Mn或Co元素的位置，引起电荷补偿效应和自旋平衡破坏，进一步影响材料的磁学性质。
此外，Ru元素的引入还可以改善材料的表面性能和结构稳定性，从而提高其实际应用性能。
Ag／BiV04脱氮光催化剂的制备与表征
Ag／BiV04脱氮光催化剂的制备与表征黄莹莹; 郑柳萍; 颜桂炀; 李玲【期刊名称】《《石油化工》》【年(卷),期】2013(042)004【摘要】以硝酸铋为铋源、偏钒酸铵为钒源,采用水热法制备了Ag掺杂改性的粉体钒酸铋(Ag/BiVO4)催化剂,采用XRD,UV-Vis DRS,SEM等手段对其理化性能进行了表征,并以模拟含氮油品为目标降解物,在可见光下评价其光催化脱氮性能。
表征结果显示,Ag掺杂不会改变BiVO4催化剂典型的单斜白钨矿结构,可提高Ag/BiVO4催化剂对可见光的吸收能力,从而使其催化性能明显优于未改性的BiVO4催化剂,对模拟油品中的吡啶表现出良好的可见光降解效果。
对于50 mL吡啶含量为50μg/g的模拟油品,当Ag掺杂量(理论计算值)为5%(w)时,催化剂最佳用量为0.05 g,在可见光下照射2.5 h,模拟油品中吡啶的降解率可达86.7%。
【总页数】4页(P441-444)【作者】黄莹莹; 郑柳萍; 颜桂炀; 李玲【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TQ426【相关文献】1.新型可见光催化剂BiV04的制备方法 [J], 刘宏伟;曾大文;谢长生2.Ag2CO3@AgBr复合光催化剂的制备、表征及其可见光催化性能 [J], 曾德彬;杨凯;李笑笑;姚志强;刘仁月;吴榛;田坚;余长林;;;3.Ag/BiVO4脱氮光催化剂的制备与表征 [J], 黄莹莹; 郑柳萍; 颜桂炀; 李玲4.Ag2CrO4/Ag2WO4复合光催化剂的制备、表征及光催化性能研究 [J], 贾云宁;王奕玮;郭钰东;左玉倩;王惠;吴湘锋5.Ag2CrO4/Ag2WO4复合光催化剂的制备、表征及光催化性能研究 [J], 贾云宁;王奕玮;郭钰东;左玉倩;王惠;吴湘锋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
镧锰氧化物与铁氧体改性体系的微波吸收特性研究的开题报告
镧锰氧化物与铁氧体改性体系的微波吸收特性研究
的开题报告
1. 研究背景
随着信息通讯技术的飞速发展，电磁波污染问题日益突出，因此研究和开发新型吸波材料具有重要的意义。
在各种吸波材料中，氧化物类材料因其结构稳定、化学性质好、制备简单等优点，被广泛应用于各种电子设备中。
常见的氧化物吸波材料包括：铁氧体、镍锌铁氧体、二氧化钛等。
然而，这些材料的吸波性能有一定的局限性（如频带窄、吸波效果不佳等），因此需要进一步改性来提高其吸波性能。
2. 研究目的
本文旨在研究镧锰氧化物与铁氧体改性体系的微波吸收特性，探究其吸波机理与影响因素，为新型吸波材料的研究和开发提供理论依据和实验基础。
3. 研究方法
本文将采用化学共沉淀法制备镧锰氧化物和铁氧体改性材料，通过XRD、TEM、SEM、FTIR等多种表征手段对材料的物理结构和化学性质进行分析。
通过微波吸收测试仪对材料的吸波性能进行测试，并探究各种因素对吸波性能的影响。
最后，结合实验结果，分析吸波机理，寻找进一步提高吸波性能的途径。
4. 研究意义
镧锰氧化物与铁氧体改性体系的微波吸收特性研究能够为吸波材料的研究和开发提供理论和实验基础，为解决电磁波污染问题提供新思路和新方法。
此外，研究结果具有一定的应用价值，可以在电磁干扰、隐身技术、微波通讯等领域得到广泛应用。
锰酸镧陶瓷掺杂改性研究的开题报告
锰酸镧陶瓷掺杂改性研究的开题报告
题目：锰酸镧陶瓷掺杂改性研究
一、研究背景
锰酸镧陶瓷是一种应用广泛的多元氧化物陶瓷材料，具有良好的热
稳定性、高硬度和良好的化学稳定性等优良性能。
锰酸镧陶瓷常常用于
电子元器件、电路模块、电感器件等领域。
然而，锰酸镧陶瓷的热稳定
性和机械性能等方面仍存在一定的局限性。
因此，探究锰酸镧陶瓷的掺
杂改性方法，对于提高其性能具有重要意义。
二、研究目的
本研究旨在探究不同掺杂对锰酸镧陶瓷性能的影响，通过合理的掺
杂改性，提高锰酸镧陶瓷的热性能和力学性能，为其在电子元器件、电
路模块、电感器件等领域的应用提供有力支撑。
三、研究内容
1.文献综述
阅读国内外相关领域的文献资料，了解不同掺杂元素对锰酸镧陶瓷
性能的影响及掺杂改性的研究现状。
2.实验设计
选取不同的掺杂元素，通过化学共沉淀法、溶胶-凝胶法、高温烧结等方法，制备不同掺杂锰酸镧陶瓷样品。
3.性能测试
对样品进行微结构分析、X射线衍射、热重分析、热膨胀系数测试、强度试验等性能测试，探究不同掺杂对锰酸镧陶瓷性能的影响，并寻找
最佳的掺杂方案。
四、研究意义
本研究将探究不同掺杂对锰酸镧陶瓷性能的影响以及掺杂改性的可行性，为提高锰酸镧陶瓷的性能提供了新的思路。
研究成果可为提高锰酸镧陶瓷的热性能和力学性能，推动其在电子元器件、电路模块、电感器件等领域的应用具有良好的推广应用前景。
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A、B位掺杂锰酸镧的微波吸收性能研究
本文系统地阐述了微波吸收材料的理论基础，提出稀土锰氧化物作为微波吸收材料的理论依据，并以A、B位掺杂锰酸镧作为研究对象。
采用传统固相法制备了La1-xCaxMnO3和La0.75Ca0.25Mn1-yByO3(B=Fe、Co、Ni)微米级粉末样品。
使用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征各掺杂样品的物相和表面形貌；使用矢量网络分析仪测量各样品在5.85~18GHz频段内的电磁参数，并使用Matlab软件对各样品在该频段内不同厚度时的微波反射率进行计算。
研究表明：(1)A位Ca掺杂量低于30%时，样品为单一的钙钛矿结构，无杂相。
通过对各样品电磁参数和反射率的分析显示，Ca掺杂量为25%时，有效吸收频带最宽，吸收性能最佳。
(2)La0.75Ca0.25MnO3B位过渡金属掺杂量低于30%时，样品仍为La07.5Ca0.25MnO3相，但可以一定程度上拓宽吸收频带，同时可实现在低频段的吸收。
(3)通过对各La0.75Ca0.25Mn1-yByO3样品电磁参数和不同厚度时反射率的分析对比，结果显示，Fe掺杂25%，厚度为2.2mm时，-6dB以下吸收频宽扩展至4.76GHz，在10.636GHz处的反射损耗高达-58.1486dB；Co掺杂30%，厚度为3mm时，在7.354GHz处的反射损耗高达-47.1578dB；Ni掺杂30%，厚度为1.6mm 时，-6dB以下吸收频宽最宽，为5.908GHz，在13.744GHz处的反射损耗约为-33.8791dB。
掺杂锰酸镧体系在10GHz附近的匹配厚度更接近于2mm。