《同軸多孔FeCo基磁性纖維的可控制備與微波損耗機理研究》是依託長沙理工大學，由謝煒擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：同軸多孔FeCo基磁性纖維的可控制備與微波損耗機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：謝煒
- 依託單位：長沙理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
軍事隱身技術的需求和電磁污染的日益嚴重為吸波材料的研究和發展提供了機遇。利用磁性納米材料製備GHz頻段高效微波吸收劑是軍用隱身材料設計的重點和難點。針對現有磁性吸收劑在寬頻和強吸收方面的不足，本項目擬採用同軸靜電紡絲技術，研製不同成分的微納米同軸多孔磁性FeCo纖維，研究靜電紡絲參數和纖維熱處理工藝對纖維結構和性能的影響規律，分析同軸多孔結構的形成機制，建立合理的同軸多孔纖維結構模型，提出評價同軸靜電紡絲和表征同軸多孔纖維異形度的新方法，建立含同軸多孔纖維結構、飽和磁化強度、電磁參數、反射率和電磁波頻率在內的多參數諧振吸收模型，闡明其微波損耗機理，以實現FeCo基同軸多孔纖維的可控制備。本研究將為吸波材料的設計與製備提供可靠的理論基礎與技術支持，為研製厚度薄、質量輕、頻頻寬、吸收強的吸波材料提供一種新思路，具有重要的理論意義和實用價值。
結題摘要
軍事隱身技術的需求和電磁污染的日益嚴重為吸波材料的研究和發展提供了機遇。利用納米技術製備GHz頻段高效微波吸收劑是軍用隱身材料設計的重點和難點。本項目主要內容：（1）以靜電紡絲製備FeCo微納米纖維為目標，配製了具有可紡性的FeCo前驅體溶液，考察了其可紡性的影響因素，分析了前驅體分子量對溶液粘度的影響規律。以粘度、電導率和表面張力作為衡量指標研究了靜電紡絲工藝對初生纖維形貌的影響，在此基礎上分析了前驅體、控制和環境因素對獲得良好FeCo微納米纖維的作用，為靜電紡絲製備無機微納米纖維提供了新範例。（2）基於經典Maxwell方程，結合電動力學與複合材料理論，提出一種磁/電同軸纖維結構模型。構建了該模型電磁參數、反射率與纖維內外徑、長徑比和電導率等形貌特徵與內部本徵參數之間的關聯，並進行了模擬仿真。結果表明磁/電同軸纖維對入射電磁波的耗散能力明顯優於單一纖維。具有高電導率、薄外殼和大長徑比磁/電同軸複合纖維可作為理想吸收劑的備選材料，為新型微波吸收劑的設計提供了參考。（3）獲得一種具有共振吸收峰的輕質寬頻吸波材料，當厚度為2.0-2.1mm時，其低於-10dB的頻寬有3.02GHz，小於-5dB的頻寬有6.79GHz，最低反射率分別為−12.44 dB 和−20.46 dB。在此基礎上探討了微波吸收劑的複合效應和結構效應對微波吸收頻寬的影響。比較發現複合效應和結構設計均可引入新的微波損耗機制，二者進行協同有可能產生新的機理，結合複合效應和結構設計可拓寬微波吸收材料的頻寬。本項目已發表和錄用論文共11篇，其中SCI源刊3篇，EI源刊4篇；授權發明專利1項，實用新型專利授權3項；培養研究生6人，其中已畢業2人。本研究將為吸波材料的設計與製備提供可靠的理論基礎與技術支持，為研製“厚度薄、質量輕、頻頻寬、吸收強”的吸波材料提供新思路，具有重要的理論意義和實用價值。
