batio3及稀土掺杂batio3吸波材料的制备与性能研究

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1、工学硕士学位论文BaTiO3及稀土掺杂BaTiO3吸波材料的制备与性能研究韩霞光哈尔滨工业大学2007年7月中国图书分类号：TB34国际图书分类号：666工学硕士学位论文BaTiO3及稀土掺杂BaTiO3吸波材料的制备与性能研究硕士研究生：韩霞光导师：冯玉杰教授申请学位：工学硕士学科、专业：环境科学与工程所在单位：市政环境工程学院答辩日期：2007年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：TB34U.D.C：666DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringSTUDYONPR

2、EPARATIONANDPROPERTYOFBaTiO3ANDRESDOPEDBaTiO3ASRADARABSORBINGMATERIALSCandidate：HanXiaguangSupervisor：Prof.FengYujieAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：EnvironmentalSci.andEng.Affiliation：SchoolofMunicipalandEnvironmentalEngineeringDateofDefence：July,2007De

3、gree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要微波吸收材料(RAM)作为雷达隐身的关键技术，在军用和民用领域有着广泛的应用，已经成为各国军事装备和民用防电磁辐射等技术领域的研究热点。钛酸钡类化合物是一类具有吸波性能的电介质材料，对于电磁波能产生介电损耗和磁损耗，以介电损耗为主，主要包括电导损耗、松弛极化损耗和谐振损耗。本文选用溶胶凝胶法制备了纳米钛酸钡粉体，通过研究各工艺参数对反应进程及产物性能的影响，确定了以下的工艺条件：前驱体浓度0.5mol/

4、L，冰醋酸400ml/mol前驱体，水浴凝胶温度60℃，凝胶陈化时间4h，煅烧温度850℃，煅烧时间2h。选取了六种Ln系稀土元素，即镧(La)、铈(Ce)、钕(Nd)、铕(Eu)、钆(Gd)、镝(Dy)，在0.2%掺杂量下，制备了稀土掺杂钛酸钡吸波材料。此外，针对La元素掺杂可有效提高材料吸波性能的特点，制备了不同掺杂量（0.6%、1.0%）的La掺杂钛酸钡粉体。采用DSC和FT-IR等手段对钛酸钡干凝胶进行了分析，借助XRD、Raman光谱、FT-IR、SEM、矢量网络分析仪等测试手段，对研制的钛酸钡以及稀土掺杂钛酸钡粉体的结构、晶相、形貌

5、和微波性能等进行了研究。最终，在2~12GHz得到了最小反射率Rmin为-60dB的Nd掺杂0.2%的钛酸钡吸波材料，在X波段(8~12GHz)得到了最小反射率Rmin为-44dB的La掺杂0.6%的钛酸钡吸波材料。通过六种稀土掺杂0.2%的钛酸钡的结构与性能的比较，发现稀土掺杂引起了晶格畸变，使晶格常数a变大，晶粒粒径与晶轴比变小，晶胞体积收缩。电磁性能参数都发生了移峰(蓝移)与压峰，并且反射率减小，吸收带拓宽，吸波性能得到了改善。通过比较认为，Nd、La掺杂对钛酸钡的电磁性质与吸波性能的改变最大，Dy次之，而Ce最小，Eu与Gd的影响与所研

6、究的性能参数相关。比较La不同量掺杂的钛酸钡的结构和性能，在合理的假设前提下，提3+出了La在钛酸钡晶体中的迁移规律。在此基础上分析了La的不同掺杂量对于钛酸钡结构与性能的影响，发现随着La掺杂量的增加，晶格常数a逐渐减小，晶粒粒径、晶轴比和晶胞体积均为先增大后减小，电磁参数在向高频移峰，并且峰强减小，吸波性能变好，达到某个临界值之后掺杂的作用就会向-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文反方向变化。关键词钛酸钡；稀土掺杂；电磁性质；吸波性能-II-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractAsthekeyofstealthytechnolog

7、y,radar-absorbingmaterial(RAM)hasbeenwidelyusedinbothmilitaryandcivilfields.Ononehand,RAMisusedinweaponstoprotectthemfrombeingdetectedbyradar;ontheotherhand,RAMisusedtoprotectpeoplefrombeinghurtbyelectromagneticradiation.Bariumtitanate(BaTiO3)isakindofdielectricmaterialwithm

8、icrowaveabsorptionproperty,includingdielectriclossasthemajorandmagneticloss