提高軟磁材料的吸波性能一直是研究的焦點,由于單一軟磁材料的困境,
軟磁復(fù)合材料成為解決這一問題的熱門研究方向。先進院科技本文將著重介紹以FeSiAl合金為基礎(chǔ)的異質(zhì)結(jié)、核殼結(jié)構(gòu)等復(fù)合形式,以及軟磁合金和碳材料復(fù)合的研究進展,并深入辨析其吸波性能的影響因素。
一、FeSiAl/鐵氧體和FeSiAl/石墨異質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究進展 1.1 異質(zhì)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)優(yōu)化的阻抗匹配性能
FeSiAl合金表現(xiàn)出高的損耗特性,適合用作吸波層。通過在FeSiAl合金上包裹或涂覆其他材料(如鐵氧體、石墨等),形成異質(zhì)結(jié)構(gòu),可以顯著改善阻抗匹配性能。例如
FeSiAl/鐵氧體異質(zhì)結(jié)構(gòu),鐵氧體層以其相對較低的損耗和合適的介電常數(shù),實現(xiàn)與自由空間的阻抗匹配。這種優(yōu)化的阻抗匹配能夠提高吸波效果。
1.2 界面極化對磁導(dǎo)率的調(diào)控作用
除了優(yōu)化阻抗匹配性能,界面極化對于磁導(dǎo)率的調(diào)控也起到重要作用。通過調(diào)控FeSiAl合金與包覆或涂覆材料之間的匹配層厚度,可以改善界面極化效應(yīng),進一步提高軟磁復(fù)合材料的磁導(dǎo)率。因此,合理設(shè)計界面結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)匹配層厚度是實現(xiàn)高磁導(dǎo)率的關(guān)鍵。
二、FeSiAl@Al2O3@SiO2核殼結(jié)構(gòu)的研究進展 2.1 核殼結(jié)構(gòu)實現(xiàn)優(yōu)化的阻抗匹配性能和磁導(dǎo)率
核殼結(jié)構(gòu)是另一種常見的軟磁復(fù)合材料形式,它通過在FeSiAl合金表面形成多層包覆結(jié)構(gòu),如FeSiAl@Al2O3@SiO2。該結(jié)構(gòu)的外層材料作為匹配層,可以優(yōu)化阻抗匹配性能,提高吸波效果。同時,核殼結(jié)構(gòu)的存在還能改善界面極化效應(yīng),進而提高軟磁復(fù)合材料的磁導(dǎo)率。
2.2 核殼結(jié)構(gòu)的制備方法和優(yōu)勢
制備核殼結(jié)構(gòu)的方法一般包括溶膠-凝膠法、液相沉積法等。這些方法能夠?qū)崿F(xiàn)材料的自組裝和自組織,獲得具有優(yōu)異性能的核殼結(jié)構(gòu)。相比于其他復(fù)合形式,核殼結(jié)構(gòu)具有更好的穩(wěn)定性和更高的吸波性能,為軟磁復(fù)合材料的研究提供了新的思路。
三、軟磁合金和碳材料復(fù)合的研究進展 除了FeSiAl合金,軟磁合金和碳材料的復(fù)合也成為
吸波材料研究的熱點。軟磁合金具有較高的光波吸收能力和磁導(dǎo)率,而碳材料具有優(yōu)異的電磁波吸收性能。將軟磁合金與碳材料復(fù)合,可以充分利用兩種材料的優(yōu)勢,形成協(xié)同作用,提高吸波性能。
結(jié)論:軟磁復(fù)合材料通過構(gòu)筑異質(zhì)結(jié)、核殼結(jié)構(gòu)等形式,以及軟磁合金和碳材料的復(fù)合,能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化的阻抗匹配性能和磁導(dǎo)率,從而大幅提高吸波性能。在今后的研究中,我們還可以進一步探索新的復(fù)合方法和新型材料,為軟磁復(fù)合材料的應(yīng)用拓寬更廣闊的領(lǐng)域。