【地坪網(wǎng)資訊】任小虎1,徐光亮1,余洪滔1,彭承敏2
(1.西南科技大學(xué),新材料研究所,四川省非金屬?gòu)?fù)合與功能材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室–省部
共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地,四川綿陽(yáng)621010;2.西南應(yīng)用磁學(xué)研究所,四川綿陽(yáng)621000)

摘　要:　采用熱壓成型工藝,以環(huán)氧樹(shù)脂為基體、羰基鐵粉為吸收劑制備復(fù)合微波吸收材料。對(duì)獲得的羰基鐵粉/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合吸收體的微觀結(jié)構(gòu)、電磁性能及微波吸收性能進(jìn)行了表征和測(cè)試,并研究了該材料在隔離器中的應(yīng)用性能。結(jié)果表明,調(diào)節(jié)吸收劑含量及成型壓力可以制備出結(jié)構(gòu)致密,吸收損耗大的微波吸收體。其中在30MPa壓力下成型,羰基鐵粉體積分?jǐn)?shù)為65%的吸收體在8~12GHz內(nèi)的吸收損耗為7.8~8.9dB/mm。隔離器負(fù)載中使用該材料,器件電壓駐波比≤1.2時(shí),隔離度≥20dB,相對(duì)帶寬達(dá)20%。
關(guān)鍵詞:　隔離器;負(fù)載;熱壓;微波吸收

1　引　言
微波隔離器是一種實(shí)現(xiàn)微波信號(hào)正向傳輸損耗低、反向傳輸損耗高的二端口單向傳輸器件,廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代通信與雷達(dá),為微波系統(tǒng)不可缺少的元器件之一[1]。為適應(yīng)微波通信、衛(wèi)星通訊和電子對(duì)抗等技術(shù)的快速發(fā)展,研制便于集成的小型化寬頻帶的微波器件一直是近些年來(lái)電子元件的發(fā)展方向。但制約小型化隔離器的瓶頸是必須解決隔離端與吸收負(fù)載之間的匹配問(wèn)題[2-4]。一般在X波段以上工作頻率,隔離器的匹配負(fù)載須采用微波吸收體,且吸收體微波吸收率越高越有利于隔離器的小型化設(shè)計(jì)。
目前關(guān)于微波吸收材料多研究用于隱身技術(shù)、電磁屏蔽及微波暗室等領(lǐng)域[5-9],而對(duì)于負(fù)載用微波吸收材料的研究鮮有報(bào)道。鄧曉東等[10]通過(guò)澆注成型工藝制備了羰基鐵/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合吸收體,其在8~12GHz頻率內(nèi)吸收率為2.5~4.5dB/mm。王向楠等[11]通過(guò)對(duì)羰基鐵粉的改性,提高羰基鐵粉摻量制備吸收體在10~12GHz頻率內(nèi)吸收率為3.7~7.0dB/mm。但由于成型過(guò)程中物料流動(dòng)性的限制,以往采取澆注成型工藝制備的復(fù)合吸收體中吸收劑含量較低,從而制約了吸收體的微波吸收性能。本文針對(duì)X波段帶線結(jié)隔離器,以羰基鐵粉(CI)為吸收劑,環(huán)氧樹(shù)脂為基體材料,通過(guò)熱壓成型工藝制備了高吸收劑含量復(fù)合吸波負(fù)載,并研究了成型壓力及吸收劑含量對(duì)其結(jié)構(gòu)及微波吸收等性能的影響。
2　實(shí)　驗(yàn)
2.1　樣品的制備
以德國(guó)BASF公司EW 型羰基鐵粉(CI)為吸收劑,粒徑為3~4μm;E51型環(huán)氧樹(shù)脂為基體。將羰基鐵粉(CI)、環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑和稀釋劑超聲混合,羰基鐵粉體積分?jǐn)?shù)分別為60%、65%、70%、75%。在80℃下真空攪拌脫氣,之后將物料填入模具中80℃下施加不同壓力,保壓10min,最后在150℃固化2h。固化后經(jīng)切割、打磨,加工為1mm×5mm×8mm 規(guī)格的塊狀樣品與外徑7.00mm、內(nèi)徑3.04mm 的環(huán)狀樣品分別用來(lái)測(cè)試吸波性能與電磁特性。
2.2　樣品的性能及表征
采用日立公司TM-1000掃描電子顯微鏡觀察吸收體樣品斷面的微觀形貌。采用AgilentE5071C 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀和7mm 空氣線同軸夾具,根據(jù)傳輸/反射法測(cè)試材料的掃頻復(fù)介電常數(shù)和復(fù)磁導(dǎo)率,掃頻范圍為1~14GHz。
通過(guò)帶狀線法測(cè)試其微波吸收性能。將兩塊規(guī)格為8.0mm×5.0mm×1.0mm 的吸收體放入測(cè)試夾具,如圖1所示,與中心導(dǎo)體上下對(duì)稱組成帶狀線,夾具帶線傳輸線設(shè)計(jì)為空氣介質(zhì)時(shí)50Ω 阻抗,中心導(dǎo)體長(zhǎng)度S=12.8mm,寬度W =2.6mm。

全文下載地址：  隔離器負(fù)載用吸波材料的熱壓工藝及其性能.pdf