论文总字数：25555字

摘 要

近年来，随着科学技术的迅猛发展，电磁波在带给人们许多便利的同时，也引发了许多电磁污染的问题。为了解决这一问题，人们提出了吸波材料的概念，试图从源头减少电磁波的辐射，减小电磁波所带来的负面影响。目前，制约吸波材料发展的主要是材料在吸收能力上的阻抗匹配失衡问题。本文选取具有较好阻抗匹配能力的铁氧体材料，通过使用油酸盐法，制备得到直径为9 nm的Fe₃O₄，并引入油性环氧树脂作为基底，以增强该吸波材料的化学稳定性，改善其光学性能。将油性环氧树脂与Fe₃O₄纳米晶体复合，可以得到复合材料油性环氧-Fe₃O₄吸波材料。

在频率为1-18 GHz范围内，通过对合成的油性环氧-Fe₃O₄复合材料进行磁学和电学性能测试及表征，发现该复合材料在13 GHz频段附近磁损耗较大，综合介电常数、磁导率和反射损耗等数据，判定本文研究的油性环氧-Fe₃O₄为磁损耗型吸波材料，同时发现当油性环氧膜为0.85 mm厚时，该复合材料的阻抗匹配能力较好，反射损耗最大。

关键词：吸波 Fe₃O₄ 油性环氧 电磁性能

Preparation of oily epoxy-Fe₃O₄ composites

and study of the wave absorption properties

Abstract

In recent years, with the rapid development of science and technology, electromagnetic waves in bringing people many conveniences at the same time, but also caused many problems of electromagnetic pollution. In order to solve this problem of electromagnetic pollution, scientists have proposed the concept of wave-absorbing materials, trying to reduce the radiation of electromagnetic waves from the source and reduce the negative effects of electromagnetic waves. Currently, the main problem that constrains the development of wave-absorbing materials is the impedance matching imbalance in the absorption capacity of the material. In this paper, a ferrite material with good impedance matching ability was selected, and a 9 nm diameter ferric tetroxide was prepared by using the oleate method, and an oily epoxy resin was introduced as a substrate to enhance the chemical stability of this wave-absorbing material and improve its optical properties. The composite oily epoxy- Fe₃O₄ wave-absorbing material can be obtained by compositing the oily epoxy resin with ferrite.

The magnetic and electrical properties of the synthesized oily epoxy-Fe₃O₄ composite were tested and characterized in the frequency range of 1-18 GHz, and it was found that the composite has a large magnetic loss near the 13 GHz band, and the data of dielectric constant, magnetic permeability and reflection loss were synthesized, and the oily epoxy-Fe₃O₄ studied in this paper was found to be a magnetic loss-absorbing material, and it was also found that the impedance matching ability was better and the reflection loss was greatest when the oily epoxy film was 0.85 mm thick.

Keywords: wave absorption; Fe₃O₄; oily epoxy; electromagnetic properties

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 电磁辐射影响与防护 1

1.2.1 电磁辐射的起源 1

1.2.2 电磁辐射的影响 2

1.2.3 降低电磁辐射影响的方法 3

1.3 吸波材料概况及其吸波机理 3

1.3.1 吸波材料概况 3

1.3.2 吸波材料类型 4

1.3.3 吸波材料研究进展 5

1.4 吸波材料的应用方向 6

1.4.1 吸波材料在军事领域中的应用 6

1.4.2 吸波材料在民用领域中的应用 6

1.5 本文的研究目的、内容及意义 6

1.5.1研究目的 6

1.5.2 研究内容 7

1.5.3 研究意义 7

第二章 实验过程 8

2.1 引言 8

2.2 纳米Fe₃O₄合成方法 8

2.2.1 共沉淀法 8

2.2.2 水热法 9

2.2.3 溶剂热法 9

2.2.4 微乳液法 9

2.2.5 溶胶凝胶法 9

2.2.6 模板法 9

2.2.7 油酸盐法 10

2.3 技术路线 11

2.4 实验原料与所用设备 12

2.4.1 实验原料 12

2.4.2 实验采用主要设备 12

2.5 油性环氧与Fe₃O₄复合材料制备 12

2.5.1 Fe₃O₄的制备 12

2.5.2 油性环氧与Fe₃O₄复合材料的制备 13

2.5.3 制备原理 13

第三章 结果与讨论 14

3.1 分析测试技术 14

3.1.1 XRD 14

3.1.2 电磁性能测试 14

3.2 物相分析 15

3.2.1 Fe₃O₄的XRD结构表征 15

3.2.2 油性环氧-Fe₃O₄复合材料的电磁参数分析 15

第四章 结论与展望 25

4.1 结论 25

4.2 展望 25

致谢 27

参考文献 28

第一章 绪论

1.1 引言

随着科学技术的进步，电磁频谱技术已在国防军事以及人们的生活中扮演着越来越重要的角色。目前电磁波频率范围在10³ Hz至10¹² Hz的电磁波都可以被人类所利用。譬如电磁波频率在10⁴ Hz左右的超长波，可以应用于海上通信技术；频率在10⁶ Hz左右的中短波可以应用于电视信号的接收与发射；至于波长在10¹¹ Hz左右的厘米波可用在GPS定位系统和卫星通讯上^[1]。此外人们利用太赫兹波、红外波、X射线频段的电磁波，在探测和成像等应用方面也取得了辉煌的成就^[2]。由于电磁技术的广泛应用，电磁辐射已然成为了继大气污染、水污染和噪声污染之外的第四大污染因素^[3]。因此人类在享受各种电子设备所带来巨大的物质财富的同时，也要警惕随之而来的电磁辐射影响。有研究表明，长期暴露在电磁辐射的环境下，会对人类的神经系统、升至系统以及造血系统等产生十分严重的伤害。

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