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[交流]
兩步球磨法合成FeAl混合粉體及其吸波性能研究
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今天分享片狀吸波粉體/羰基鐵粉的文章，如需英文原文的可私信我郵箱并標(biāo)注220614，我看到后會發(fā)給大家 全文概覽 本文采用兩步球磨法制備了片狀鐵鋁混合粉體。球磨時間對磁性能影響較大，隨著球磨時間的增加，飽和磁化強度Ms值先減小后增大。另一方面，球磨30min 制備的混合粉體雷達(dá)-紅外兼容性能最佳，反射損耗最小約為-13.1 dB，紅外發(fā)射率最低僅為0.1左右。 一、實驗 羰基鐵粉預(yù)處理 采用濕法高能球磨預(yù)處理羰基鐵粉：將100g鋼球和10g羰基鐵粉混合在球磨罐中，添加40毫升丙酮作為溶劑。采用500 rpm轉(zhuǎn)速，球磨11.5 h后，將所得樣品在空氣中干燥。 制備片狀FeAl粉體 采用干法球磨制備了鐵鋁復(fù)合粉體：球粉比仍然為10:1，轉(zhuǎn)速為500 rpm。將預(yù)處理的3- 5μm片狀羰基鐵和片狀A(yù)l粉以摩爾比例3:7混合球磨�；旌锨蚰r間設(shè)置為10min、20min、30min、40min，分別表示為T1、T2、T3、T4。 二、結(jié)果和討論 圖1 球磨11.5 h下羰基鐵粉和球磨30 min下FeAl的XRD圖譜 如圖1所示，混合球磨處理30min后，鐵的衍射峰基本沒有變化，未檢測到Fe、Al的氧化物和FeAl的金屬間化合物的峰，說明球磨時間過短，只會使羰基鐵和Al粉混合均勻，不能形成固溶相。 圖2 (a)羰基鐵粉原料、(b)球磨11.5 h羰基鐵粉、(c)原鋁粉和(d)球磨30 min FeAl混合粉體的SEM圖像 由圖可知，羰基鐵粉的原料為球形的結(jié)構(gòu)，表面光滑，主要粒徑分布在1.2 - 3μm。在濕法球磨11.5h后，羰基鐵粉的球狀變成片狀結(jié)構(gòu)，尺寸為2 - 3μm。片狀鋁粉原料尺寸較大，厚度較薄(圖2c)。干法球磨30min下制備的FeAl混合物中羰基鐵和鋁粉的尺寸和厚度均略有減小。 圖3 不同球磨時間FeAl混合粉體的滯回線 隨著混合球磨時間的增加，Ms值從59 emu/g降低到44 emu/g，在混合球磨超過30min后略微增加至53emu / g。 圖4 不同球磨時間下FeAl混合粉體的電磁參數(shù) 結(jié)果可知，T1具有最大的ε'，T2在低頻時具有最低值。T3值為21左右，波動較小，T4在低頻時出現(xiàn)峰值，然后維持在20。就ε"而言，T4表現(xiàn)出強烈的共振，位于2-8 GHz，之后該值幾乎恒定為7。其他樣本的ε"值，T1為10到20，T2為1到2 ，T3為0-3。 對于μ'，所有樣品值隨著頻率的增加而減小，初始值在2-1.5之間。同時，對于μ"，所有樣品在高頻區(qū)域表現(xiàn)出相對穩(wěn)定的值。 T1有μ"的最低值，而T4具有最大值。 圖5. FeAl混合粉在不同攪拌球磨時間下的反射損耗對比圖，涂層厚度為2 mm 。可以看出，不同混合球磨時間的樣品在微波吸收性能方面存在明顯差異。反射損失的最小值隨著研磨時間的增加而增加，然后在達(dá)到最小值后減小。 球磨30min所制備的樣品，在6.5GHz下最佳微波吸收特性為-13.6dB，有效頻率范圍為5.6GHz至7.3GHz。其他式樣的最小反射損耗分別為-7.7 dB，-13 dB，-6.3 dB。此外，球磨時間也對吸收性能有顯著影響。一方面，隨著球磨時間的增加，球磨厚度的減小有利于深度透入。另一方面，球磨時間過長也會使尺寸減小，從而使微波吸收性能變?nèi)酢?br /> 圖6. 不同球磨時間下FeAl粉的紅外性能(a)紅外吸收特性(b)紅外發(fā)射能力 結(jié)果表明，羰基鐵粉中鋁的加入使輻射速率急劇下降。片狀羰基鐵粉的紅外發(fā)射率約為0.75，而FeAl混合粉體(T1-T4)的紅外發(fā)射率降低到0.25或更低。同時，樣品（T1-T4）的紅外發(fā)射率隨著混合時間的增加而降低。此外，T3的紅外發(fā)射率達(dá)到最低值0.1。 鋁的引入可以調(diào)節(jié)紅外發(fā)射率。然而，過長的研磨時間會損害鋁粉的形態(tài)并導(dǎo)致紅外發(fā)射率的增加。因此，研磨時間保持在30分鐘，獲得優(yōu)異的微波吸收性能和低紅外發(fā)射率。 三、結(jié)論 1、球磨時間對粉體吸波性能和紅外反射性能影響較大，一方面，球磨時間增加，粉體尺寸減小，阻礙了吸波性能，另一方面，厚度也會影響吸波和紅外反射性能。 2、球磨30min得到的樣品具有最佳的相容性。此時最小反射損耗為-13dB，紅外反射率僅有0.15。 上述研究成果來自于： Hualiang Lv, Guangbin Ji,et al.Microwave absorbing properties and enhanced infrared reflectance of FeAl mixture synthesized by two-step ball-milling method [J]. Journal of Magnetism and Magnetic Materials 374 (2015) 225–229. 等離子球磨技術(shù)由華南理工大學(xué)朱敏教授團(tuán)隊研制，是將冷場放電等離子體引入到機(jī)械振動球磨中，利用近常壓下氣體在球磨罐中形成高能量的非平衡等離子體和機(jī)械球磨的協(xié)同作用，促進(jìn)粉末的組織細(xì)化、合金化、活性激活、化合反應(yīng)及加速原位氣-固相反應(yīng)等，能極大的提高球磨效率，顯著降低球磨污染，并形成獨特的結(jié)構(gòu)而顯著提高材料的性能。 為科研人員發(fā)表高水平論文助力，為企業(yè)材料創(chuàng)新服務(wù)。 一代裝備，一代材料，我們一直奔跑在原創(chuàng)技術(shù)的路上！ |
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2樓2022-06-14 10:02:16
簡單回復(fù)
tzynew3樓
2022-06-14 10:07
回復(fù)
201214760216(金幣+1): 謝謝參與
u 發(fā)自小木蟲Android客戶端
2022-06-17 10:08
回復(fù)
201214760216(金幣+1): 謝謝參與
2022-06-20 17:11
回復(fù)
201214760216(金幣+1): 謝謝參與
小圓1076樓
2022-07-07 15:51
回復(fù)
201214760216(金幣+1): 謝謝參與
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