Page 115 - 《精细化工》2020年第6期
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第 6 期 黄 勇,等: 软模板水热法制备空心 ZnFe 2 O 4 及其吸波性能 ·1181·
分辨透射图(HRTEM)。从图 4a、c 可以看到,所
制备的空心 ZnFe 2 O 4 的晶粒大小约为 100 nm,分布
均匀,形状均为球形,表面粗糙。同时,也可以看
到一些轻微的团聚现象,可能是由于晶粒之间的磁
偶极相互作用所致 [26] 。从图 4b 中可以看到,有些破
碎的 ZnFe 2 O 4 里面是中空的,从图 4c、d 可以看到,
每一颗 ZnFe 2 O 4 的内部和边缘衬度相差较大,这是
由 ZnFe 2 O 4 的空心所致。从图 4f 可以明显观察到晶
格条纹,晶面间距为 0.25 nm,属于 ZnFe 2 O 4 的(311)
晶面,与 XRD 结果一致。这些都证明所制备的
ZnFe 2 O 4 具有空心结构,而产生这种空心结构的原
因则是聚乙二醇 4000 作为一种表面活性剂,能够起
到软模板的作用 [27] ,使得原材料自组装成有序的空
心 ZnFe 2 O 4 。
图 5 空心 ZnFe 2 O 4 的电磁参数图谱
Fig. 5 Electromagnetic parameters spectra of hollow
ZnFe 2 O 4
从上面的分析可以看出,该空心 ZnFe 2 O 4 同时
具有介电损耗和磁损耗,而为了进一步研究介电损
耗和磁损耗的强弱,对样品的介电损耗正切(tanδ ε =
ε″/ε′)和磁损耗正切(tanδ μ =μ″/μ′)进行了研究。样
品的介电损耗正切和磁损耗正切如图 6 所示。
图 4 空心 ZnFe 2 O 4 的微观形貌
Fig. 4 Microstructure of hollow ZnFe 2 O 4
2.5 电磁参数分析
对于吸波材料而言,材料本身的介电常数(实
部 ε′、虚部 ε″)和磁导率(实部 μ′、虚部 μ″)是衡
量材料吸波性能的一个重要依据,介电常数和磁导
率的实部和虚部分别代表材料对电磁波的储存和损
耗能力。样品的电磁参数如图 5 所示,从图 5a 可以
看到,样品的 ε′在 2.0~13.3 GHz 随着频率的增加逐
渐减小,在 13.3~18.0 GHz 却逐渐增大。而 ε″在 2.0~ 图 6 空心 ZnFe 2 O 4 的介电损耗正切和磁导率正切
Fig. 6 Dielectric loss tangent and magnetic loss tangent of
12.4 GHz 随 着 频 率 的增加 逐渐 增大, 在 12.4~
hollow ZnFe 2 O 4
18.0 GHz 却逐渐减小。从图 5b 可以看到,样品的 μ′
在 2.0~13.4 GHz 随着频率的增大先减小后增大,在 从图 6 可以看到,样品的介电损耗正切值在
13.4~18.0 GHz 逐渐减小。而 μ″在 2.0~12.8 GHz 随 0.0027~0.43,在 2.0~12.6 GHz 内有着逐渐增大的趋
着频率的增大先减小后增大,在 12.8~18.0 GHz 先 势,在 12.6~18.0 GHz 先急剧减小后略微增大,在
减小后增大再略微减小。样品的电磁参数都在 13 12.6 GHz 处明显出现特征峰。而样品的磁损耗正切
GHz 附近出现不同程度的共振峰,而峰值的出现是 值在 0.0036~0.62,在 4.2 和 12.6 GHz 处各有一个特
由于微波表面的阻抗匹配现象 [28] 所致。 征峰。在 2.0~7.6 和 13.6~18.0 GHz 样品的磁损耗正