基于传输线理论的电磁波反射系数正交分析研究

分析电磁参数对电磁波反射系数R的影响是电磁波屏蔽吸波研究的热点之一。考虑到影响电磁波反射系数R的因素很多,同时研究多个因素而成为关键点。在前人学者基础上,基于传输线理论,利用正交试验设计进行安排试验,分析研究电磁参数的四个因素以及电磁波频率f、吸波层厚度d六个因素对反射系数的影响。模拟实验结果表面： 对电磁波的反射系数R的影响大小分别为吸波层厚度d、相对复磁导率虚部 、相对复磁导率实部 、相对复介电常数虚部 、电磁波频率f、相对复介电常数实部 ;在X波段区间内,吸波层厚度d对电磁波反射系数具有显著影响,而相对复介电常数实部和虚部、相对复磁导率实部和虚部、电磁波频率产生影响,但不够显著。     

基于传输线理论的电磁波反射系数正交分析

分析电磁参数对电磁波反射系数R的影响是电磁波屏蔽吸波研究的热点之一。考虑到影响电磁波反射系数R的因素很多,同时研究多个因素而成为关键点。在国内外学者研究的基础上,基于传输线理论,借助正交试验设计法安排试验方案。分析研究电磁参数的四个因素以及电磁波频率f、吸波层厚度d共六个因素对反射系数的影响。试验结果表明:各个因素对电磁波反射系数R的影响程度从大到小的排列顺序依次是吸波层厚度d、相对复磁导率虚部、相对复磁导率实部、相对复介电常数虚部、电磁波频率f、相对复介电常数实部;在X波段区间内,吸波层厚度d对电磁波反射系数R具有显著影响,而相对复介电常数实部和虚部、相对复磁导率实部和虚部和电磁波频率对电磁波反射系数R影响不够显著。     

尖锥八面体Fe3O4的水热合成及微波吸收性能

采用水热法,在碱性条件下,以PEG-6000与水的混合溶液为反应介质,以硫代硫酸钠氧化前驱体氢氧化亚铁制备Fe3O4晶粉.采用X线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对产物结构和形貌进行表征.用微波矢量网络分析仪测试了样品在2～18 GHz微波频率范围内的复介电常数和复磁导率,计算微波反射系数,探讨材料的微波损耗机制.研究结果表明:在水热反应一定时间后,得到单分散的尖晶石型Fe3O4晶粒,颗粒呈规则的尖锥八面体形貌且表面平整;对反应为12h、厚度为2.8 mm的样品,7.1 GHz频率位置的反射系数峰值为-35 dB,小于-10dB吸收带宽为7.9 GHz;低频段(2～13 GHz)的微波吸收主要源于磁损耗兼具介电损耗,高频段(13～18GHz)的微波吸收主要源于介电损耗且磁损耗弱.尖锥微八面体Fe3O4是一种低反射率宽带微波吸收材料.     

SiO_2含量对损耗型CoFeB-SiO_2颗粒膜电磁性能的影响

研究一种可应用于抗电磁干扰和微波吸收的磁性纳米颗粒膜,选用FeCoB作为磁性合金,SiO2为电介质材料,采用磁控溅射工艺制备纳米颗粒膜.重点研究电介质SiO2体积分数对颗粒膜微结构以及电磁性能的影响规律和作用机理.结果表明,适当的电介质体积分数可使颗粒膜保持微波高磁导率和高磁损耗并有效降低介电常数,2 GHz时,复磁导率的实部μ′=31,虚部μ″=45,复介电常数实部ε′=671,虚部ε″=593.     

稀土氧化物Nd2O3填充碳纳米管的微波吸收性能

通过湿化学法制备了稀土氧化物Nd2O3填充碳纳米管.高分辨透射电镜观测到纳米颗粒在碳纳米管内以纳米晶粒形态存在,并呈准连续状态分布.充填碳纳米管的Nd2O3的纳米颗粒提高了材料的磁损耗.采用HP8722ES矢量网络分析仪测量了样品在2～18GHz频率范围内的复介电常数和复磁导率.依据传输线理论计算了材料的反射率(R)、匹配频率(fm)及匹配厚度(dm),结果表明,与未填充碳管相比,Nd2O3填充碳纳米管的相对介电常数虚部ε″减小,相对磁导率虚部μ″和磁损耗正切tanδm增大.当匹配厚度为3.0mm时,稀土氧化填充碳管在3.0GHz处吸收最强,其反射率峰值为-9.09dB,低于-5dB的频宽达0.77GHz.随着吸收层厚度的增加,Nd2O3填充碳纳米管的吸收峰向低频移动,吸收层在S波段具有较好的吸收效果.     

微波加热内配碳酸钙高碳铬铁粉固相脱碳

高碳铬铁无渣脱碳法可避免有毒铬渣的排放,利用微波场可快速加热粉状物料的特性,在高碳铬铁粉中配加一定比例的碳酸钙粉,可实现高碳铬铁粉快速固相脱碳.实验结果表明:配加一定比例的碳酸钙粉,不会影响内配碳酸钙高碳铬铁粉混合物料的微波加热特性;提高混合物料的脱碳摩尔比、微波加热温度和保温时间,有利于高碳铬铁粉的深度脱碳,但相应加剧脱碳铬铁粉的氧化程度.合适的固相脱碳条件为:脱碳摩尔比1∶1.0~1∶1.4,微波加热温度1100℃,保温脱碳时间60 min.在上述条件下可使碳质量分数为8.16%的高碳铬铁粉脱碳至3.91%~1.71%,脱碳率为52.08%~79.04%.     

冷却速率对高碳铬铁金相组织的影响

采用光学显微镜、X线衍射仪和电子探针分别对随炉冷却、空气冷却和水浴冷却的高碳铬铁金相组织进行研究。研究结果表明:不同冷却速率下获得的高碳铬铁均主要由初生相(Cr,Fe)7C3、共晶相(Cr,Fe)7C3-Cr Fe及石墨相组成;随着冷却速率的提高,初生相晶粒逐渐减小,但其质量分数趋于增大;水冷样品的初生相晶粒垂直于凝固界面生长,而炉冷、空冷样品的初生相晶粒无固定生长方向;非平衡凝固抑制了空冷、水冷过程中包晶相(Cr,Fe)23C6的析出,却促进了共晶相(Cr,Fe)23C6-Cr Fe的形成。炉冷样品的初生相和共晶区中均有片状石墨相析出;而空冷、水冷样品仅共晶区中有片状石墨相析出;随着冷却速率的提高,(Cr,Fe)7C3中Cr和Fe的质量比逐渐减小,而(Cr,Fe)23C6,Cr Fe中Cr和Fe的质量比呈现相反的变化趋势;Si,Mn和Ti等杂质元素在高碳铬铁物相中的掺杂量与冷却速率无明显关系。     

SiO2含量对损耗型CoFeB-SiO2颗粒膜电磁性能的影响

研究一种可应用于抗电磁干扰和微波吸收的磁性纳米颗粒膜,选用FeCoB作为磁性合金,SiO2为电介质材料,采用磁控溅射工艺制备纳米颗粒膜．重点研究电介质SiO2体积分数对颗粒膜微结构以及电磁性能的影响规律和作用机理．结果表明,适当的电介质体积分数可使颗粒膜保持微波高磁导率和高磁损耗并有效降低介电常数,2GHz时,复磁导率的实部μ’=31,虚部μ″=45,复介电常数实部ε’=671,虚部ε″=593．     

微波场中高碳铬铁粉固相脱碳机理研究

结合背散射电子图像、X射线衍射分析,探讨微波加热场中高碳铬铁粉的脱碳机理。分析结果表明,微波加热时,CO2首先与高碳铬铁粉中的(Cr,Fe)7C3发生反应,然后再与其他铬铁碳化物反应;保温时间一定后,提高微波加热温度,高碳铬铁粉中(Cr0.7Fe0.3)7C3的比例减小,而(Cr0.7Fe0.3)23C6和铬铁素体相(CrFe)的比例增加;由于铬易被氧化,高碳铬铁固相脱碳时,物料发生了不同程度的氧化,且温度升高,氧化程度加剧。为进一步研究微波处理冶金粉料奠定基础。     

采用谐振腔微扰法的NiZn铁氧体介电常数测量

谐振腔微扰法广泛用于材料微波介电性能的测量,它与常规的测量方法相比,具有样品尺寸小、计算公式简单的优点,在近似计算频率、谐振腔品质因数、材料的介电常数等方面具有较高的应用价值.采用谐振腔微扰法,测量不同配方NiZn铁氧体在微波频段的复介电常数,计算得到介电常数的虚部ε″和实部ε',进而分析Ni和Zn的含量对NiZn铁氧体材料介电常数的影响.     

扁平化Fe-Si-Al合金粉末的磁特性

采用砂磨工艺对水雾化Fe-Si-Al合金粉末进行扁平化处理,分别采用扫描电镜、红外吸收光谱表征样品结构,用振动样品磁强计测试静磁参数,并在2~18 GHz范围内测试复数磁导率.结果表明,砂磨处理时间增加,粉末的扁平率增大;粉末表面存在偶联剂包覆层,饱和磁化强度增大、矫顽力降低;微波特性方面,材料在测试频率范围内具有良好的频率响应特性,随着扁平率增大,样品在同频率下的复数磁导率实部和虚部均相应提高,自然共振频率向高频移动.     

冷却方式对低钛高炉渣矿物组成和矿相结构的影响

应用X射线衍射仪、偏光显微镜和扫描电镜对水淬和空冷低钛高炉渣的矿相组成、显微结构、TiO2分布规律及其差异性进行研究.结果表明：水淬渣和空冷渣中主要矿物组成均为玻璃质、钙钛矿、钙铝黄长石和镁硅钙石,但是两种炉渣中各矿物组分含量相差较大,空冷渣中钙铝黄长石和钙钛矿的平均体积分数分别为62.5%和12.5%,是水淬渣中钙铝黄长石和钙钛矿的2.27倍和1.92倍,而玻璃质的平均体积分数不足水淬渣的1/3.水淬渣和空冷渣中矿相显微结构差异较大,空冷渣中钙铝黄长石为钉齿状,而水淬渣中钙铝黄长石为呈羽毛状和针状,且结晶粒度较小,钙钛矿在水淬渣和空冷渣中分别呈星点状和树枝状分布,两种炉渣中镁硅钙石都为纺锤体形;水淬渣中TiO2主要分布在钙钛矿、玻璃质和钙铝黄长石中,而空冷渣中TiO2主要分布在钙钛矿和钙铝黄长石中,并且空冷渣中钙钛矿TiO2的分布率比水淬渣高8.41%,空冷方式更有利于将TiO2聚集在钙钛矿中.     

Bi1-xLaxFeO3多铁体系的微波吸收性能

采用溶胶-凝胶法制备Bi1-xLaxFeO3(x=0,0.05,0.10,0.15)粉晶样品,用X线衍射仪表征样品的晶体结构,用扫描电镜观察样品的颗粒形貌与尺寸,用微波矢量网络分析仪测试样品在2～18 GHz微波频率范围内的复介电常数、复磁导率,并计算损耗角正切及微波反射率.研究结果表明:Bi1-xLaxFeO3晶体结构为钙钛矿型,颗粒形貌为直径约200nm、长度约700nm的不规则短棒状;La的A位掺杂有利于提高体系的微波吸收性能;当样品厚度为2.6 mm,x=0.10时,吸收峰值为27.7 dB,小于-10 dB吸收带宽为3.4 GHz,该材料的电磁损耗来自介电损耗和磁损耗,但介电损耗较大.     

La0.8Sr0.2Mn0.86Fe0.14-xCoxO3微波吸收性能研究

用溶胶-凝胶法制备了La0.8Sr0.2Mn0.86Fe0.14-xCoxO3（x=0.01,0.02,0.03）粉晶, 用XRD表征了其晶体结构,用微波网络矢量分析仪测量了样品在2-18GHz频率范围内的复介电常数和复磁导率,根据测量数据计算了微波反射率与频率的关系曲线。研究结果表明,样品都有一个吸收峰,峰高及位置随x不同而异,其中样品La0.8Sr0.2Mn0.86Fe0.13Co0.01O3,厚度为1.80mm时,吸收峰高27.9dB,2-18GHz吸收带宽5.3GHz;厚度为2.00mm时,吸收峰高26dB, 2-18GHz吸收带宽4.9GHz。从电、磁损耗角正切看,样品既有介电损耗又有磁损耗,但介电损耗要大于磁损耗。     

Complex conductivity and permittivity of single wall carbon nanotubes/polymer composite at microwave frequencies:A theoretical estimation

Based on an equivalent resistance-capacitance network, the complex conductivity and the relative complex permittivity of single wall carbon nanotubes （SWNTs）/polymer composite are theoretically investigated in the frequency range of 0.30-18 GHz using the logarithmic rule. Both the real and imaginary parts of the permittivities of SWNTs and polymer are considered in detail. The calculated complex permittivity spectra of SWNTs/poly（ethyl methacrylate） composite films are in good agreement with the available experimental data. The influences of SWNTs concentration on both the complex conductivity and the dielectric loss tangent of the composite are presented in the microwave frequency range. A linear relationship between microwave conductivity and frequency is found.     

热轧H型钢控冷过程温度场研究

为了改善热轧H型钢组织状态,本文采用有限元数值模拟不同控冷工艺下的热轧H型钢温度场,获得较优控制冷却工艺:从初冷温度900℃,空冷5 s,再水冷6 s(水流密度不同,其中R角强冷为5.5 L/(m2·s),腹板3.5 L/(m2·s),翼缘为4.5 L/(m2·s),最后空冷5 s。结果表明:温度场模拟值与实测数据基本相符,合理的控冷方案会细化金相组织的晶粒,从而提高了H型钢的力学性能,为进一步优化控冷工艺提供了理论基础。     

Relative dielectric constant from dry rocks

Relative dielectric constant is an important physical factor in the theory of microwave remote sensing and electromagnetic transmission. This note reports the results of detecting relative dielectric constant from 197 rock samples. The regular pattern of the relative dielectric constant varying with microwave spectrum is revealed. The relative dielectric constants, correlated with the type, density, structure and chemical component of the rock, are discussed. The results are: ( i ) The relative dielectric constant is related to the frequency when it is measured within the frequency of 0.5–18 GHz. ( ii ) The real part of the relative dielectric constant among different types of rocks changes in a large range, the regular pattern of the change is from ultrabasic rock, basic rock, to intermediate rock, acid rock and sedimentary rock. The real part of relative dielectric constant gradually lowers, the change range is between 9 and 5. ( iii ) The real parts of relative dielectric constant have a marked positive correlation with the density of the rocks. ( iv ) The relative dielectric constant related with the structures of the rocks, the smaller the grain of rock, the larger the relative dielectric constant. ( v ) The real parts of relative dielectric constant related to chemical component of the rock are more complex. The imaginary parts of relative dielectric constant are markedly correlated with MnO and LOI, less correlation with Fe₂O₃, FeO, MgO, P₂O₅, and has no correlation with the rest variables.