納米磁性金屬電磁波吸收劑
由于納米材料結(jié)構(gòu)和組成的特殊性,例如小尺寸效應(yīng)、表面與界面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀(guān)量子隧道效應(yīng);磁性金屬具有高飽和磁化強(qiáng)度、高磁導(dǎo)率和小的磁致伸縮系數(shù),對(duì)于獲得高吸收的電磁波吸收材料至關(guān)重要。而納米結(jié)構(gòu)磁性金屬材料兼具納米材料和磁性金屬的優(yōu)異性能,表現(xiàn)出表面磁矩增強(qiáng)、巨磁電阻效應(yīng)和自旋重取向等特性,可獲得良好的吸波效果。本文主要介紹零維磁性金屬納米顆粒、一維磁性金屬納米線(xiàn)、二維磁性薄膜和二維片狀磁性金屬顆粒吸收劑的研究進(jìn)展情況,并對(duì)納米磁性金屬電磁波吸收劑的吸波理論進(jìn)行探討。
半個(gè)多世紀(jì)以來(lái),吸波材料的主要成分電磁波吸收劑已有較大的發(fā)展,傳統(tǒng)的吸收劑主要有:電介質(zhì)型的導(dǎo)電炭黑和石墨、碳纖維、碳化硅纖維、鈦酸鋇鐵電陶瓷等,具有較高的介電損耗,依靠介質(zhì)的電子極化、界面極化衰減或介質(zhì)極化遲豫損耗來(lái)吸收電磁波,但是添加電介質(zhì)吸收劑不能改變磁導(dǎo)率,且對(duì)厚度的依賴(lài)性較高;磁介質(zhì)型的鐵氧體、羰基鐵粉以及各種金屬合金粉,以鐵氧體為例,具有磁滯損耗、渦流損耗和剩余磁損耗,可達(dá)到強(qiáng)吸收、寬頻帶的吸波效果,但是鐵氧體的密度較高,且高頻吸波性能受制于 Snoek極限不夠理想。
一般認(rèn)為,磁性金屬對(duì)電磁波能量的吸收由晶格電場(chǎng)熱振動(dòng)引起的電子散射、雜質(zhì)和晶格為缺陷引起的電子散射以及電子和電子之間的相互作用三種效應(yīng)決定。由于粒子的細(xì)化使得組成粒子的原子數(shù)大大減少,活性大大增加,在微波輻射下,分子、電子運(yùn)動(dòng)加劇,促進(jìn)磁化,使電磁能轉(zhuǎn)化為熱能;鐵磁性金屬粒子的晶體結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,沒(méi)有鐵氧體中磁性次格子之間磁矩的相互抵消,飽和磁化強(qiáng)度一般比鐵氧體高四倍以上,可獲得較高的磁導(dǎo)率和磁損耗,且磁性能具有較高的熱穩(wěn)定性。中國(guó)糧油儀器在線(xiàn) http://www.feta-virtual.com/
