Ｉ ＭＡＴＥＲＩＡＬ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ ＩＮ ＥＭＣ 羰基铁粉的电磁性能 Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｃａｒｂｏｎｙｌ Ｉ ｒｏｎ Ｐｏｗｄｅｒ 中国电子科技集团公司第三十三研究所赵维富王晓明张存瑞常志敏 摘要 将球状羰基铁粉通过球磨工艺处理后得到片状羰基铁粉。分别对球状羰基铁粉、片状羰基铁粉以及 混合羰基铁粉（球状片状１：１）的电磁参数进行测试将上述三种粉体按照８０％（质量比）配比与硅橡胶复合， 硫化成型为２．０ ｍｉｌｌ的复合吸波材料进行反射率测试。结果表明，球状片状羰基铁粉混合粉体有助于改善 羰基铁粉的电磁性能，提高羰基铁粉的吸波性能，拓宽吸收带宽。 关键词 球状羰基铁粉；片状羰基铁粉；电磁性能 Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ｃａｒｂｏｎｙｌ ｉｒｏｎ ｐｏｗｄｅｒ ｉｓ ｔｒｅａｔｅｄ ｂｙ ｂａｌｌ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｔｏ ｇｅｔ ｓｈｅｅｔ ｃａｒｂｏｎｙｌ ｉｒｏｎ ｐｏｗｄｅｒ．Ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ｃａｒｂｏｎｙｌ ｉｒｏｎ ｐｏｗｄｅｒ，ｆｌａｋｅ ｃａｒｂｏｎｙｌ ｉｒｏｎ ｐｏｗｄｅｒ ａｎｄ ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ｆｌａｋｅ １：１ ｍｉｘｅｄ ｃａｒｂｏｎｙｌ ｉｏｎ ｐｏｗｄｅｒ ｒｗｅｒｅ ｔｅｓｔｅｄ．Ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｐｏｗｄｅｒｓ ｗｅｒｅ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｓｉｌｉｃｏｎ ｒｕｂｂｅｒ ａｔ ａ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ｏｆ ８０％ａｎｄ ｖｕｌｃａｎｉｚｅｄ ｉｎｔｏ ａ ２．０ ｍｎｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ａｂｓｏｒｂｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ ｆｏｒ ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｉｔｙ ｔｅｓｔ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｉｘｅｄ ｐｏｗｄｅｒ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｃａｒｂｏｎｙｌ ｉｒｏｎ ｐｏｗｄｅｒ，ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｗａｖｅ ａｂｓｏｒｂｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｃａｒｂｏｎｙｌ ｉｒｏｎ ｐｏｗｄｅｒ ａｎｄ ｗｉｄｅｎ ｔｈｅ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ｃａｒｂｏｎｙｌ ｉｒｏｎ ｐｏｗｄｅｒ；ｓｈｅｅｔ ｃａｒｂｏｎｙｌ ｉｒｏｎ ｐｏｗｄｅｒ；ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ 引言 羰基铁粉属于超细金属粉类吸收剂，在微波频段具 米化处理、磷化处理和包覆复合等表面修饰方法，希望 阻止电导从一个颗粒传输到另外一个颗粒。但这些方法 在降低羰基铁粉介电常数的同时，往往也使饱和磁化强 有磁导率较高，磁导率实部、虚部频散效应不显著，匹 配厚度较小、温度稳定性好等特点” 】，是目前研究最 成功，应用最广泛的一类吸收剂。常用的羰基铁粉一般 为球状，其形貌具有独特的“洋葱状”结构，粒径均匀 度和磁导率下降；这主要是因为羰基铁粉颗粒表面经过 修饰后，系统的非磁性相增加，系统的涡流损耗只是被 划分到单个羰基铁粉颗粒并没有得到实质性的削弱，减 缓高频段磁导率下降的效果不甚明显。 本文将通过实验制备出片状羰基铁粉；并将球状与 片状羰基铁粉进行１：ｌ（质量比）混合，测试其电磁参 且可控制在５ ｍ以下，由于其晶粒细化、内应力增加， 导致介电常数比较低。 根据基泰尔公式可知，当羰基铁粉的结构为扁平椭 圆或片状时能够提高本身的共振频率，其形状各向异性 有望使材料突破Ｓｎｏｅｋ【３ｌ，在高频处获得较高的磁 数和反射率，探讨如何得到低介电常数、高磁导率、易 匹配的金属粉类吸波材料。 导率。另外，羰基铁粉结构的变化会改变本身的极化和 磁化，从而影响羰基铁粉的电磁参数；通过对比电磁参 数的实部、电磁损耗角正切值以及反射率。发现片状羰 基铁粉吸波性能优于其他形状［４－６］ｏ但是，由于片状羰 基铁的表面积增加，具有高磁导率的同时也具有高介电 常数，导致填充片状羰基铁颗粒进行阻抗匹配时比较困 难。在微波高频段，片状颗粒内涡流损耗更加突出，抑 １ 片状羰基铁粉的制备 １．１实验原材料 羰基铁粉，浙江天一化工有限公司；硅橡胶，四 川成都中蓝晨光化工研究所。 １．２实验设备 行星式球磨机：南京大学仪器厂；开放式炼胶机： 广州市飞力橡胶设备有限公司；平板硫化机：江苏拓威 制了电磁波的进人，导致复磁导率的实部迅速降低，在 高频时其吸波性能并不理想。为了有效降低片状羰基铁 粉的介电常数，减少涡流效应，许多研究者采取了颗纳 橡胶机械有限公司；真空干燥箱：上海精宏实验设备有 限公司；矢量网络分析仪：中电集团第四十一研究所。 ２６ ＳＡＦＥＴＹ＆ＥＭＣ Ｎｏ．５ ２０１８ ＥＭＣ材料应用● １．３片状羰基铁粉的制备方法 ３ Ｉ］［１１］１．尚度为２ ｉｌｌｎ１）。依照此方法分别制备…球状、 片状以及混合粉体的同轴样环 、 １．５反射率测试样品制备 『１ Ｉｊ订，片状磁性金属材料的制备～卜要分为化学法 和物删法，水义采』｝ｊ物理法ＨＩ】卡Ｊ【械球磨法制备片状 钦粉 将 像胶混炼胶在开放式烁胶机Ｉ 多次混炼， 表 均匀 滑后按照配Ｌ－Ｌ Ｊｌｉｌ人硫化剂和增涧剂并混烁均 匀，然后均分为ｊ份，并将ｉ种碳楚铁粉按８０％含量（质 百分比）分圳加入后混炼均匀， 温度ｌ７５ ｃ【 、ｆｆｉ力 称收四份一定量的羰牲铁粉，分别放入四 行 式球 机的四个球磨罐中，ＪＪｌ１入粒径配比合理的球磨钢 珠１７１，许力Ｉ】入适量酒精，待 精将羰 铁粉完令浸润后， 以８００ ｒ／ａｉｒｎ的转速球磨１２／ｂｔｔ￣（需要设置好球脒机的 ，１５ ＭＰａ条件卜，将上述二种复合料 平板硫化机 别硫化成， 为３０５ ｎｍ１ Ｘ ３０５ ｍｍ×２．０ ｌｌ＇ｌＩｌｌ的吸波材料样 片；在１００ 的真空干燥箱中二段硫化４小时后，成 整理为３００ １］［１１１１×３００ １１１１１＂１×２．０ １１１１１１的样片 正反转叫‘问和次数，冷却时 等１，球唐完成后将浆料 倒在搪瓷盘挣置一段时 ，待料完全沉淀分层后，任＂…ｔｌ－ 卜层的酒精．置人６０℃的真 干燥箱ｒＩ 进行真 十燥， 待完个１ 燥后粉碎过筛 １．４电磁参数测试样品制备 ２ 样品测试与表征 ２．１三种形态羰基铁粉的电磁参数 采川㈨车山浊测 同轴样 的【乜磁参数，测试结ｉ 『冬Ｉ ｌ、 ２ 称圾一定 的石蜡在表ｌｆｎ 一Ｉ 加热溶斛，按照８０％ 的质 分比』Ｊ口入碳基铁粉许搅拌均匀，冷却 往馍 具Ｉ… 制成测试用『 轴样环（样环外径为７ ｌｌｌｌｌｌ，内径为 ｆ：ｌ｛ｚ ｛ Ｈｚ ａ）介ｌＵ常数实部 ｈ）介电常 数瞧部 图１ 三种样品的复介电常数 ｆ／（：ｌ｛Ｚ （ Ｉｌｚ ａ）磁导牢实部 （１１）磁导 瞥啦部 图２三种样品的复磁导率 ｆ｝ｌｆ殳】Ｉ 以看ｍ， 种样 的介电常数实部和 鄙 随频牢的增加呈现平行变化的趋势，且片状羰基铁粉样 利于材料ｆｔ，＇ｊ￣Ｈ抗ｆＪＬ配。而混合粉体样品的介电常数介｝： 片状和球状之『白Ｊ，这主要是 为片状颗粒 的减少导 品介电常数的实部和虚部均远高于球状羰基铁粉，这种 高介电常数能够提高材料时电磁波的电损耗性能，仉不 致片状颗粒问空『【｛ｊ电荷极化被弱化，也就是说，将球形 羰基铁粉颗粒引人列片状基铁粉颗粒系统中，足实现ｌ５｝１ ２０１８年第５期安全与电磁兼容２７ ■ＭＡＴＥＲＩＡＬ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ ＩＮ ＥＭＣ 抗匹配的一种非常有效的方法。 该频段既具有良好的吸波性能，也具有良好的阻抗 配 特性。 参考文献 ［１】 ＷＥＮ Ｆ Ｓ．ＺＵＯ Ｗ Ｉ ．ＹＩ Ｈ Ｂ，ｅｌ ａ１．Ｍｉｅｒｏｗａｖｅ－ａｈｓｏｒｈｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｓｈａｐｅ——ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｅａｒｂｏｎｙｌ ｉｒｏｎ ｐａｌ‘ｔｉｔｌｅｓ ｗｉｔｈ 由图２可知，在２～１８ ＧＨｚ范围内，磁导率实部 ｌ叶Ｉ现了频散现象：随着频率的增加，三种样品的 呈 现降低的趋势，并且降低的趋势渐趋平缓。在２－５ ＧＨｚ 范围内，片状羰基铁粉的 大于球状羰基铁粉，混合 粉体介于两者之间；在５ ＧＨｚ以后，球状羰基铁粉的 大于片状羰基铁粉，混合粉体的介于两者之间。而磁 导率虚部 ”却并不是完全呈现频散现象，都是随频率 增加， ”呈先升后降的趋势，均获得了一个较大的磁损 耗峰，且片状羰基铁粉明显好于球状。但是片状羰基铁 ｍａｘｉｍｕｍ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ…．Ｐｈｙｓｉｃａ Ｂ，２００９， ４０４（２０）：３５６７—３５７０． 【２】 ＱＩＮＧ Ｙ Ｃ，ＺＨＯＵ Ｗ Ｃ．ＬＵ Ｏ Ｆ，ｅｔ ａ １．Ｍｉ（’ｒｏｗａｖｅ—ａｂｓｏｆ１）ｉｎｇ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｃａｒｈ０ｎｙ１一ｉ ｒ０ｎ ｐ０ｘ）ｒ－ｓｉｌｌ－ 粉的磁损耗峰明显处于低频，球状羰基铁粉却更偏向于 高频，混合粉体介于两者之间。 ２＿２三种形态羰基铁粉复合硅橡胶的反射率 ｅｏｎｅ ｒｅｓｉｎ ｃｏａｔｉｎｇｓ［Ｊ１．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｇｎｅｔｉｓｍ ａｎｄ Ｍａｇｎｅｌｉ￣‘ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００９，３２ １（Ｉ）：２５—２８． ［３】 ＱＩＡＯ Ｌ，ＷＥＮ Ｆ Ｓ，ＷＥ１ Ｊ Ｑ，ｅｔ ａ１．Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｐｅｒｍｅａ１）ｉｌｉｔｙ ｓｐｅｃｔｒａ ｏｆ ｆｌａｋｅ—ｓｈａｐｅｄ ＦｅＣｕＮｂＳｉＢ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｅｏｍｐｏｓｉｔｅｓｌＪ １ ．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，２００８，１ ０３（６）：０６３９０３． 根据ＧＪＢ ２０３８Ａ一２０１ １《雷达吸波材料反射率测试 方法》测试３００ ｉｌｌｎｌ×３００ ｍｍ ｘ ２．０ ｍｉｌｌ样片的反射率， 测试结果见 ３ 『４］ 曹茂盛，高正娟．邹桂真，等．超细颗粒／环氧体系电磁参 量的计算及数值模拟【ＪＪ＿航空材料学报，２００４，２４（ ３）：１５—２０． 【５】 彭智慧，曹茂盛，袁杰．等．雷达吸波材料设计理论 ｊ力 法研究进展ＩＪ１．航空材料学报．２００３，２３（３）：５８—６３． ［６】 葛副鼎，朱静，陈利民．吸收剂颗粒形状对吸波材料性能 的影响［Ｊ】．宇航材料．１９９６．５：４２—４９． ［７］ 李晓光，吕华良，姬广斌，等．球磨配比对片状碳牲 铁粉吸波性能影响的研究【ＪＪ．航空材料学报，２０１３，３３（５）： ４６－５２． 编辑：王淑华Ｅ－ｍａｉｌ：ｗａｎｇｓｈ＠¨ ｉ Ｉｉ ＣＱＣ修订 ，Ｉ；Ｈｚ 便携式数字设备用移动电源实施规则 中国质量认证中心（ＣＱＣ）近期对ＣＱＣ１ ｌ一４６４ｌ１６— ２０１６《便携式移动电源安全认证规则》进行了修汀．规 则涉及的业务类别号为：００１０４６ 规则修订的主要内容： （】）认证规则名称由“便携式移动电源安全认址规 图３三种样品的反射率曲线（样品厚度２．０ ｍｍ） 由冈３ ｉｒ知，在相同厚度下，球状羰基铁粉的吸 收峰在ｌ １．１ ＧＨｚ处，峰值为一２３．２９ ｄＢ，有效吸收带宽 （＜一１０ ｄＢ）为７ ＧＨｚ；混合粉体的吸收峰在５．７９ ＧＨｚ 处，峰值为一３４．２９ ｄＢ，有效吸收带宽（＜一１０ ｄＢ）为 ５ ＧＨｚ；片状羰基铁粉的峰值在４．８ ＧＨｚ处，峰值为 一则”修订为“便携式数字设备用移动电源认证规则”； （２）新增认证依据标准ＧＢ／Ｔ ３５５９０—２０１７《信息技 术便携式数字设备用移动电源通用规范》； （３）对认证模式进行调整，仅保留一种认证模式： 型式试验＋获证后监督； （４）在４．２．２中新增 种认证方案； （５）认证标志修改为ＣＱＣ基本认证标志 ４４．３９ ｄＢ，有效吸收带宽（＜一１０ｄＢ）为３．５ ＧＨｚ。 ３ 结论 （１）球形羰基铁粉颗粒引入到片状羰基铁粉颗粒 系统中，可以提高片状羰基铁粉的阻抗匹配； （２）随着羰基铁粉片状化程度的增加，其吸收峰向 低顿移动，且吸波效果增强．但有效吸收带宽变窄。 新认证规则要求： 自２０１８年９月２６日起，申请人可按照修汀后规则 申请认证，ＣＱＣ将使用修订后规则实施认证并颁发认 证证书。对于已获认证证书的产品，其证书转换＿ Ｉ作采 本文只研究了球状、片状羰基铁粉按照ｌ：１（质量 百分比）复配后的电磁性能和反射率，如果希望复合材 料达到最佳的电磁参数和匹配特性，还需要对两种材料 的配比进行系统研究和分析，针对不同波段的需求开发 相应的复合吸波材料．找到最佳的配比，使复合材料在 取自然过渡的方式，申请人可结合产品变更，向认证机 构提交申请完成证书转换。 ２８ ＳＡＦＥＴＹ＆ＥＭＣ Ｎｏ．５ ２０１８
