1、本科毕业设计（论文）外文翻译 -1 浙江师范大学生化学院本科毕业设计 (论文 )外文翻译 译文 1 -Fe-Fe3B-Y2O3 纳米复合材料在千兆赫范围内的电磁微波吸收性能 刘九荣 a、伊藤正博 a、 Ken-ichi Machidaa a大阪大学尖端科学技术合作研究中心 吹田市 , 大阪 565-0871,日本 接到于 2003 年 2 月 24 日， 2003 年 9 月 8 日录用 摘要 : -Fe-Fe3B-Y2O3 纳米复合材料采用熔体纺技术研发，其电磁微波吸收性能在 0.05-20.05 GHz范围内。与 -Fe/Y2O3复合物相比， -Fe-Fe3B-Y2O3的共振频率转移到一个
2、较高的频率范围，这归因于四方 -Fe3B的大各向异性场 HA（ 0.4 MA/m）。其相对介电常数（ r r rj ）一直在低于 0.5-10 GHz的地区，这表明复合粉体具有高电阻率（ 100 m ）。含质量分数 80 %，厚度 6-3 mm的 -Fe-Fe3B-Y2O3粉末的树脂复合材料分别在 2.7-6.5 GHz频率范围内获得有效的电磁微波吸收（反射损耗 -20 dB）。在吸收体厚度 4 mm、 4.5 GHz条件下观察到最低反射损耗为-33 dB。 关键词 ： -Fe-Fe3B-Y2O3纳米复合材料 ； 电磁微波 ； 吸收性能 1. 引言 最近，就业通信设备使用的电磁波范围为 1-6
3、 GHz，（包括移动电话，智能交通系统，电子 收费系统和局域网络系统）已经飞速发展。因此，严重的电磁干扰问题已经恶化。对这些问题的关注，促使研究抗电磁干扰涂层的电磁波吸收材料、自我隐身技术以及运用于民用和军用的微波暗室。 材料的复磁导率（ j ）和复介电常数（ j ）决定了反射和衰减电磁波的吸收特性。对磁性电磁波吸收剂来说，吸收厚度（ dm）和磁损耗 (r )之间有如下关系：根据方程式（ 1）： / ( 2 )mrd m c f （ 1） 其中， c 表示光速， fm 表示相匹配的频率。金属磁性材料有高的饱和磁化率和在高频率处有 Snoeks 限 1-3。因此，在如此高的频率范围，他们的复磁导
4、率仍保持在高位值。所以，有可能从这些材料中制备薄的吸收剂。然而，这些材料磁化的减少是由于涡流损耗引起的电磁波。因为这个原因，最好使用那些绝缘 材料孤立的较小微粒。 本科毕业设计（论文）外文翻译 -2 杉本等人已经报道了 -Fe/SmO 复合物在 0.73-1.3 GHz 范围内具有良好的电磁微波吸收特性，其来源于通过传统电弧熔炼技术制备的一种稀土金属间化合物Sm2Fe174,5。我们也已经报道了通过熔炼技术制备的 -Fe/Y2O3 复合物在 2.0-3.5 GHz 范围内表现出良好的电磁微波吸收特性，这归因于 -Fe 的细粒度（约 20 nm）6。磁性稀土纳米复合材料，比如 Fe3B/Nd2F
5、e14B，已经被当作高性能磁铁，这可能是通过退火非晶熔纺带制造的 7,8。纳米复合材料的微观结构强烈依赖于退火温度和时间以及合金成分。本研究的目的是探讨由 Fe3B/Nd2Fe14B 制备的 -Fe-Fe3B-Y2O3纳米复合材料的电磁波吸收特性，并与 -Fe/Y2O3 作比较。 2. 实验步骤 2.1 材料准备 Y5Fe77.5B17.5 的三元合金锭第 一次通过在氩气流下感应熔化铱、铁、硼三种金属（纯度大于 99.9 %）被制备出来 。 通过在单辊快淬设备，在轧辊表面以 20 米 /秒的速度，使用早期锭为起始原料制备出 1.5 毫米宽、约 30 毫米厚度的非晶态合金带Y5Fe77.5B17
6、.5。球磨之后，粒子尺寸 2-4 毫米的粉末在氦气流下被加热到 953 K，以每分钟 40 K 的加热速度加热 10 分钟。在随后的 2 小时 573 K 的氧气流中加热，结合成粉末并通过 XRD 表征。在高分辨率的扫描电子显微镜（ HITACHI S-5000）观察到微观结构。 2.2 特性 通过均匀混合含 20 wt%环氧树脂的复合粉末制备环氧树脂复合材料，并把它压成圆柱形压块。这些压块在 453 K 下加热 30 分钟被加工处理，然后切成外径 7.00毫米和内径 3.04 毫米的环形试样。通过使用惠普 8720B 网络矢量分析仪测量环形试样的散射参数（ S11， S21）。相对渗透率和电
7、容率值取决于在 0.05-20.05 GHz 频率范围内测量的散射参量。根据以下方程，在给定频率、吸收厚度的相对渗透率和电容率的条件下计算出反射损耗曲线。 1 / 2 1 / 20 ( / ) t a n h ( 2 / ) ( ) i n r r r rZ Z j f d c （ 2） 002 0 l o g | ( ) / ( ) |i n i nR L Z Z Z Z （ 3） 其中， f 表示电磁微波的频率， d 表示吸收剂的厚度， c 表示光速， Z0 表示空气的阻抗，Zin 表示吸收器的输入阻抗。 3. 结果与讨论 3.1 结构特征 本科毕业设计（论文）外文翻译 -3 图 1 表示
8、典型的 X 射线衍射非晶态 Y5Fe77.5B17.5 粉末衍射图：（ a） 直接获得，（ b） 在氦气流 953 K 热处理 10 分钟后，（ c）在氧气流 573 K 不成比例氧化样品（ b）2 h 后。从图 1（ a） 可以发现，用熔纺技术制 备的 Y5Fe77.5B17.5 合金粉末是非晶态的。图 1（ b）是经过热处理的，其粉末是由 Fe3B 和 Y2Fe14B 两相物质组成的。经不规则氧化后， Y2Fe14B 相消失了。图 1（ b）的 X 射线衍射图与图 1（ c）的作比较，我们看到 Fe3B 的主要峰值强度（ 2=44.5），这只是 -Fe 的一个主要峰值（ 110），其比氧化
9、后的强。这个结果表明 -Fe 的形成是因为把 Y2Fe14B 氧化成 -Fe， Fe3B 和Y2O3 纳米粒子。但是从图 1（ c）中没有观察到 Y2O3 的峰；其原因可能是 Y2O3 粒子尺寸太小以至于没有被检测到。通过使用罗谢勒公式，决定从 X 射线衍射峰的扩大线确定 Fe3B 和 -Fe 的晶体尺寸大约 30 nm。这个测量结果同高分辨率扫描电子显微镜的一致。频率依赖于树脂复合材料的相对介电常数，包括如图 2（ a）中含80 %的 -Fe/Fe3B/Y2O3 粉末。相对介电常数的实部（ r）和虚部（r）在大于 0.5-10 GHz 范围几乎是常数，因此相对介电常数（ r r rj ）显示
10、几乎是常数（ 15r ），（ 0.6r ）。这个发现暗示是高电阻率的复合材料。 -Fe/Fe3B/Y2O3 复合物的电阻率值测出来大约 100 m，但是 Nd2Fe14B 化合物的电阻率被报道出来为 1.410-6 m9。高电阻率纳米复合材料被认为是 Fe3B， -Fe 和 Y2O3 粉末的组分。氧化钇被嵌入 Fe3B 和 -Fe 之间，起着绝缘体的作用。 3.2 电磁 微波 相对磁导率的实部（r）和虚部（r）在图 2（ b）绘制出了一个频率的函数。相 对磁导率的实部r随着频率从 1.6 下降到 0.9。然而，相对磁导率的虚部r在大于 1-7.1 GHz 范围从 0.1 增加到 0.6，然后在较高的频率范围内下降。相对磁导率的虚部在一个宽频率范围（ 2-9 GHz）呈现一个峰。在图 2（ b）中，与 -Fe/Y2O3 作比较， -Fe/Fe3B/Y2O3 复合物的磁导率的实部r和虚部r呈现一个较低值。这些
