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摘 要

随着现代社会的发展，由于电子设备的广泛应用造成的电磁辐射污染，以及军事领域隐形战争的需要，吸波材料成为了人们近年来重点研究的课题。相较于单一的吸收剂，将两种以上不同性质的吸收剂进行复合制备的纳米复合吸波材料基本可以满足介电损耗、磁损耗，以及电磁参数的匹配这三个对吸波材料的主要要求。而用碳纳米管包覆FeNi合金形成的新型复合材料即FeNi@C复合物，因本身具有的稳定的理化特性，成为目前最理想的吸波材料。

本文主要介绍FeNi@C复合物铁镍比例对高频介电常数的影响，首先制备出铁镍比例不同的样品，再对样品进行XRD分析、电子显微分析、电磁性质分析，并探讨不同铁镍比例的复合物对高频介电常数的影响。

关键词：吸波材料 纳米复合物 铁镍合金 高频介电常数

The effect of different ratios of Fe and Ni in nanocomposites FeNi@C on high-frequency dielectric constant

ABSTRACT

With the development of society, due to the electromagnetic radiation pollution caused by extensive use of electronic devices and the need for invisible war in military field, the research of absorbing materials has become a major subject in recent years. Compared to single absorber, the composited absorbing materials fabricated by two or more different absorbers can meet the requirements of dielectric loss，magnetic loss and the match with electromagnetic parameter. At the time, we try to encapsulate Fe-Ni alloy in carbon nanotubes and we find a new composite denoted as FeNi @ C. Because of stable physical and chemical properties, the new composited material FeNi @ C composite is becoming the best absorbing material.

The main content of this paper is to suggest the effect of different ratios of Fe and Ni in nanocomposites denoted as FeNi@C on high-frequency dielectric constant. First, we prepare the samples of different ratios of Fe and Ni. Then, we try to do the analysis of XRD、electron microscope and electromagnetic properties. At last, we are going to discuss the effect of different ratios of Fe and Ni in nanocomposites denoted as FeNi@C on high-frequency dielectric constant.

Key Words：Absorbing Materials；Nanocomposite；Fe-Ni Alloy；High-Frequency Dielectric Constant

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

目 录 III

第一章 绪论 1

1.1 课题背景和依据 1

1.2 吸波材料概述 1

1.2.1 吸波材料的原理及影响因素 1

1.2.2 吸波材料的发展 3

1.3 复合材料 3

1.3.1 碳纳米管概述 4

1.3.2 铁镍合金概述 4

1.3.3 碳纳米复合材料的设想 5

1.3.4 碳纳米复合材料的研究现状 5

1.3.5 本文研究的主要内容 6

第二章 实验 7

2.1样品制备 7

2.2测试仪器 8

第三章 实验结果与表征 9

3.1 X射线衍射分析 9

3.1.1定性相分析 9

3.1.2 定量相分析 9

3.1.3 样品的XRD衍射图像分析 9

3.2 电子显微分析 10

3.2.1 透射电子显微分析 10

3.2.2 扫描电子显微分析 10

3.2.3 样品的电子显微分析 11

3.3电磁性质分析 13

3.3.1样品的磁滞回线分析 13

3.3.2 FeNi@C复合物铁镍比例对高频介电常数的影响 14

3.4 结论 18

参考文献 19

致谢 21

第一章 绪论

1.1 课题背景和依据

近年来，随着达到G赫兹频率电磁波的电子和通讯仪器的飞速发展，带来的电磁辐射和电磁干扰等一些电磁污染也越发严重，同时现代军用武器装备对电磁隐身的需求也日益提升。为了消除或减少电磁污染，以及降低武器装备的雷达特征信号以实现其电磁隐身，新型电磁波吸收材料的研制已成为当今民用和军用特种材料的一个前沿性研究课题^［1～6］。

日常生活中，机场的航班会因为气候等原因引发的电磁波干扰而延迟航班，并且飞机起飞时开始禁止使用手机，以防电磁干扰威胁飞机安全；在医院，包括CT等在内的一些测试仪器也会因为手机的电磁干扰产生偏差，尤其是精密仪器的检测，手机等通讯仪器会在某一范围内被禁止使用。军事领域中，在飞机、导弹、军舰上涂上特种吸波材料，以吸收侦测仪器发出的侦查电波，使军用雷达无法追踪。以美军的隐形战斗机为例，从在海湾战争中投入的第一代隐形战机F-117A到伊拉克战争广泛使用的B-2隐形轰炸机，包括现在尖端的F-35隐形战斗机，凭借其反侦察的隐形能力，被用于重点军事目标的秘密轰炸。无论是中国研制的歼-20、歼-31隐形战机，还是欧美国家普及的陆军隐形作战坦克和海军隐形军事战舰，现代化“隐形战争”已成为战争的主旋律。再配以单兵作战系统、石墨炸弹、激光技术、地磁武器等，将对对手实施全方位、多层次的军事打击，对手将会成为“聋子”、“瞎子”，被置于毫无还手之力的境地。

随着科技的不断发展，诸如吸波材料的一类特种材料将会在一段时间内成为民用和军用的重点研究项目。

1.2 吸波材料概述

1.2.1 吸波材料的原理及影响因素

吸波材料，指能吸收投射至其表面的电磁波能量的一类特种材料。吸波材料的吸波性能主要由两个条件决定^[7]：（1)电磁波入射到材料表面时,材料能最大限度地允许其进入内部，即材料必须具有较好的匹配特性；（2)进入材料内部的电磁波的能量能迅速地甚至几乎全部消耗，即衰减特性。根据麦克斯韦方程，电磁波在介质中传播时，其电磁特性可用介电常数（）和磁导率（）的有关函数进行表述，表示形式如下：

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