Luận văn Thạc sĩ Vật liệu và linh kiện nano: Nghiên cứu, chế tạo và khảo sát tính chất của một số vật liệu tổ hợp cấu trúc micro-nano hấp thụ dải sóng tần số cao

- NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT TÍNH CHẤT CỦA MỘT SỐ VẬT LIỆU TỔ HỢP CẤU TRÚC.
- LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LIỆU VÀ LINH KIỆN NANO.
- Cấu trúc tinh thể, hình thái và tính chất điện từ của vật liệu nano BNKT và BNKT-xFe 3 O 4 đã được nghiên cứu.
- Tính chất hấp thụ sóng điện từ của hệ vật liệu tổ hợp BNKT-xFe 3 O 4 /Cellwax đã được khảo sát trong dải tần số từ 2-18 GHz.
- Từ khóa: Vật liệu tổ hợp, BNKT-Fe 3 O 4 , hấp thụ sóng điện từ..
- Vật liệu hấp thụ sóng điện từ.
- Vật liệu điện BNKT và vật liệu từ Fe 3 O 4.
- Chế tạo vật liệu.
- Vật liệu BNKT.
- Chế tạo vật liệu Fe 3 O 4.
- Chế tạo vật liệu tổ hợp BNKT-xFe 3 O 4 /Cellxax.
- Đặc trưng cấu trúc và thành phần của vật liệu BNKT.
- Quy trình tổng hợp vật liệu BNKT bằng phương pháp quay phủ sol-gel [4.
- Quy trình tổng hợp vật liệu Fe 3 O 4.
- Máy FE-SEM Hitachi S-4800 tại Viện Khoa học vật liệu.
- Giản đồ nhiễu xạ tia X của vật liệu gốm BNKT.
- Đường cong từ hóa của vật liệu từ Fe 3 O 4.
- Sự phụ thuộc của RL vào tần số của mẫu vật liệu BNKT/Cellwax tỉ lệ 50:50 với các độ dày khác nhau.
- Biến thiên phần thực ɛ’ và phần ảo ɛ’’ của điện môi vào tần số của vật liệu BNKT/Cellwax tỉ lệ 50:50 tương ứng.
- Độ tổn hao điện môi và độ tổn hao từ theo tần số của hệ vật liệu BNKT/Cellwax tỉ lệ 50:50 tương ứng.
- Sự phụ thuộc của RL và |Z/Z o | vào tần số của hệ vật liệu BNKT/Cellwax tỉ lệ 50:50.
- Sự phụ thuộc của RL vào tần số của hệ vật liệu BNKT-Fe 3 O 4 /Cellwax tỉ lệ 25:25:50 với các độ dày khác nhau.
- Độ tổn hao điện môi và độ tổn hao từ theo tần số của hệ vật liệu BNKT- Fe 3 O 4 /Cellwax.
- Sự phụ thuộc của RL và |Z/Z o | và tần số của hệ vật liệu BNKT-Fe 3 O 4 /Cellwax tỉ lệ 25:25:50.
- Mối tương quan giữa độ dày, tần số và độ hấp thụ phản xạ của vật liệu BNKT/Cellwax tỉ lệ 50:50.
- 48 Bảng 3.2 Mối tương quan giữa độ dày, tần số và độ hấp thụ phản xạ tương ứng của vật liệu gốm BNKT-Fe 3 O 4 /Cellwax.
- MAM Vật liệu hấp thụ sóng vi ba.
- RAM Vật liệu hấp thụ sóng Radar.
- Vì vậy, vật liệu che chắn và hấp thụ sóng điện từ đang thu hút được sự quan tâm của nhiều nhóm nghiên cứu trên thế giới.
- Các nghiên cứu về vật liệu sóng điện tử chủ yếu được thực hiện theo 3 hướng chính:.
- Xây dựng chương trình mô phỏng và khảo sát tính chất hấp thụ sóng điện từ dải tần 8-12GHz của vật liệu BNKT-Fe 3 O 4.
- Chương 1: Trình bày tổng quan về sóng điện từ, các cơ chế hấp thụ sóng điện từ, vật liệu hấp thụ sóng điện từ và các đặc trưng của vật liệu nghiên cứu.
- Phương pháp mô phỏng để tính toán độ tổn hao hấp thụ của vật liệu sử dụng phần mềm Mathlab cũng được trình bày..
- Chương 3: Trình bày các kết quả phân tích cấu trúc, các kết quả khảo sát khả năng hấp thụ sóng điện từ của vật liệu tổ hợp đã chế tạo trong dải tần từ 2-18 GHz..
- Để khắc phục tình trạng này, việc sử dụng các cấu trúc che chắn hoặc các vật liệu hấp thụ sóng điện từ là một giải pháp..
- Nguyên nhân được giải thích bởi sự tương tác giữa sóng điện từ với các điện tử và ion trong vật liệu.
- Đây là nguyên nhân chính cho các hiện tượng tổn hao từ và tổn hao điện môi được khai thác chủ yếu trong các vật liệu hấp thụ sóng điện từ [13]..
- Trong đó n là chiết suất của vật liệu và  r.
- gọi là trở kháng nội của vật liệu.
- là hệ số tổn hao của vật liệu và được tính bởi biểu thức sau:.
- Điều này chỉ xảy ra khi độ dày lớp vật liệu hấp thụ thỏa mãn điều kiện d = (2n 1) c/ (4f.
- r / r (1.10) Trong đó: Z r là trở kháng của vật liệu.
- d, Khử phản xạ bằng vật liệu hấp thụ.
- Vật liệu có khả năng hấp thụ sóng điện từ theo các cơ chế khác nhau dựa trên đặc tính của từng loại vật liệu.
- Thực tế, đa phần các vật liệu hấp thụ sóng điện từ được thiết kế dựa trên các cơ chế hấp thụ cơ bản: tổn hao xoáy, tổn hao điện môi và tổn hao từ [14]..
- Tổn hao dòng xoáy (dòng Foucault) là cơ chế hấp thụ cơ bản của vật liệu dẫn điện..
- Vật liệu điện môi hấp thụ sóng điện từ bởi tính phân cực ở tần số cao của các dipole lưỡng cực điện.
- là phần ảo của độ điện thẩm phức của vật liệu.
- của một vật liệu dưới tác dụng của từ trường ngoài H.
- Trong đó  là độ từ thẩm của vật liệu.
- Tùy thuộc vào bản chất của vật liệu và vùng tần số của sóng điện từ mà cơ chế hấp thụ nào sẽ trở nên trội hơn.
- Đây là điều kiện lý tưởng để vật liệu có hấp thụ cộng hưởng trong vùng tần số GHz.
- Vật liệu từ tính được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng hấp thụ sóng điện từ do nó có hả năng hấp thụ tốt hơn so với các vật liệu điện môi.
- r là độ từ thẩm tương đối của vật liệu.
- Đối với mỗi vật liệu tổ hợp có cấu trúc nano hấp thụ sóng điện từ khác nhau thì giá trị hằng số điện môi phức 𝑟 = 𝑟.
- là các giá trị đặc trưng cho từng vật liệu.
- Vào những năm 1930, vật liệu hấp thụ sóng điện từ, đặc biệt là vật liệu hấp thụ trong dải tần số sóng radar (8-12 GHz) đã bắt đầu được nghiên cứu, phát triển và công bố trong một số các công trình khoa học [3, 4].
- Polymer dẫn và vật liệu composite được sử dụng rộng rãi với sợi và vải sợi phủ polymer dẫn hấp thụ sóng điện từ..
- chế tạo cấu trúc hấp thụ khác nhau như dạng chóp nón, dạng đa lớp, vật liệu gradien.
- Hoàng Anh Sơn và cộng sự đã chế tạo và nghiên cứu tính chất chắn sóng điện từ của vật liệu tổ hợp polymer và MWCNT (Multiwaxed carbon nanotube) định hướng trong chế tạo lớp phủ chắn sóng điện từ [8].
- năng hấp thụ sóng điện từ chống nhiễu điện từ của một số hệ vật liệu như các lớp phủ vật liệu composite ferit từ tính nền cao su (2003), các lớp phủ polyferocen và spinel ferrite trên nền kim loại (2011).
- a, Sự phát triển của vật liệu sắt từ Fe 3 O 4.
- Fe 3 O 4 hạt nano được dùng để đánh dấu tế bào và xử lí nước bị nhiễm bẩn, chế tạo vật liệu hấp thụ sóng điện từ.
- b, Các phương pháp chế tạo vật liệu sắt từ Fe 3 O 4.
- Nội dung chương 1 đã nêu ra tổng quan về sóng điện từ và các cơ chế hấp thụ, vật liệu hấp thụ sóng điện từ.
- Khả năng hấp thụ sóng điện từ của một vật liệu phụ thuộc vào tính chất điện, thông qua hằng số điện môi, cũng như tính chất từ thông qua độ thẩm từ..
- Chế tạo vật liệu Vật liệu BNKT.
- Quy trình tổng hợp vật liệu BNKT bằng phương pháp quay phủ sol-gel [4].
- Sấy mẫu ở 80 o C ta thu được vật liệu Fe 3 O 4 .
- STT Tên vật liệu Tỉ lệ tương ứng.
- Đây cũng là phương pháp thông dụng và phổ biến nhất cho phép xác định các tham số phản xạ và truyền qua sóng điện từ của vật liệu trong dải tần số rộng..
- Hình 2.13 Mô tả nguyên lý phản xạ sóng trên bề mặt của vật liệu hấp thụ.
- và trở kháng nội tại của vật liệu càng lớn thì sự phản.
- Theo một cách khác, các lớp vật liệu hấp thụ có thể được trải trên một đế kim loại phẳng.
- Từ các số liệu đo đạc được, các tham số đặc trưng của vật liệu hấp thụ như độ điện thẩm.
- Kết quả phân tích ảnh hưởng của yếu tố độ dày tới khả năng hấp thụ sóng điện từ của vật liệu tổ hợp có cấu trúc nano.
- Bằng cách này chúng ta có thể nghiên cứu ảnh của độ dày của vật liệu tổ hợp đến tính chất hấp thụ sóng điện từ.
- của vật liệu hấp thụ sóng điện từ khi chúng ta tiến hành chế tạo và đo đạc vật liệu trong dải tần số quét có độ rộng mong muốn.
- trong dải tần số quét f (2-18 GHz) khi ta thay đổi chiều dày khác nhau của vật liệu thì kết quả tính toán thu được các giá trị hấp thụ sóng điện từ khác nhau tương ứng.
- Các kết quả này bao gồm cấu trúc, hình thái, các tính chất đặc trưng và tính chất hấp thụ sóng điện từ trong dải tần 2-18 GHz của các hệ vật liệu tổ hợp..
- Kết quả khảo sát cấu trúc tinh thể của vật liệu BNKT được trình bày trên hình 3.1 qua giản đồ nhiễu xạ tia X.
- Ảnh SEM của mẫu vật liệu Fe 3 O 4 được trình bày trong hình 3.5.
- Vật liệu Fe 3 O 4 được phân tích VSM để xác định tính chất từ của vật liệu.
- Sự phụ thuộc của RL vào tần số của mẫu vật liệu BNKT/Cellwax tỉ lệ.
- Hiệu ứng này cũng xuất hiện tại các báo cáo trước đây của một số vật liệu hấp thụ sóng điện từ [30, 31].
- Mối tương quan giữa độ dày, tần số và độ hấp thụ phản xạ của vật liệu BNKT/Cellwax tỉ lệ 50:50..
- Biến thiên phần thực ɛ’ và phần ảo ɛ’’ của điện môi vào tần số của vật liệu.
- vào ảo µ’ đại diện cho khả năng tích trữ và tổn hao từ tính của vật liệu.
- Có thể nhận định rằng, trong 2 loại năng lượng điện và từ, vật liệu BNKT với cơ chế tổn hao điện môi là cơ chế tính cho khả năng hấp thụ sóng điện từ trong dải tần từ 2-18GHz..
- Độ tổn hao điện môi và độ tổn hao từ theo tần số của hệ vật liệu BNKT/Cellwax tỉ lệ 50:50 tương ứng..
- Cơ chế hấp thụ sóng điện từ trong lòng vật liệu tổ hợp BNKT-Fe 3 O 4 /Cellwax gây ra bởi cả hai loại tổn hao từ tính và tổn hao điện môi.
- Sự phụ thuộc của RL vào tần số của hệ vật liệu BNKT-Fe 3 O 4 /Cellwax tỉ lệ 25:25:50 với các độ dày khác nhau..
- Tuy nhiên dải hấp thụ của vật liệu được mở rộng ra, tăng khả năng hấp thụ ở dài tần số rộng.
- Bảng 3.2 Mối tương quan giữa độ dày, tần số và độ hấp thụ phản xạ tương ứng của vật liệu gốm BNKT-Fe 3 O 4 /Cellwax.
- Độ tổn hao điện môi và độ tổn hao từ theo tần số của hệ vật liệu BNKT- Fe 3 O 4 /Cellwax tỉ lệ 25:25:50.
- Hình 3.13 thể hiện sự phụ thuộc vào tần số của hai giá trị độ tổn hao điện môi và tổn hao từ của hệ vật liệu BNKT-Fe 3 O 4 /Cellwax.
- Sự phụ thuộc của RL và |Z/Z o | và tần số của hệ vật liệu BNKT- Fe 3 O 4 /Cellwax tỉ lệ 25:25:50.
- hấp thụ sóng điện từ của hệ vật liệu tổ hợp BNKT/Cellwax, vật liệu tổ hợp BNKT-Fe 3 O 4 /Cellwax.
- Các kết quả cho thấy vật liệu tổ hợp BNKT/Cellwax cho khả năng.
- Chế tạo thành công vật liệu điện BNKT dạng gốm và vật liệu từ Fe 3 O 4

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt