第十三届全国表面工程大会暨第十二届全国青年表面工程论坛

144 / 2020-09-18 23:07:03

等离子喷涂制备磁铅石相结构铁氧体复合涂层研究

磁铅石铁氧体；热喷涂；聚乙烯

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铁氧体是一种广泛应用的电磁吸波材料，具有复介电常数和复磁导率特性，分为尖晶石型、磁铅石型和石榴石型三种。铁氧体吸波涂层一般通用涂覆工艺制备，将铁氧体吸收剂与胶黏剂等喷涂到基体表面得到涂层。吸波涂层在环境中易老化，受到自然损伤和机械损伤，导致涂层失效。近年出现了热喷涂工艺制备吸波涂层的新方法，制备的涂层具有较高的机械力学性能。尖晶石型铁氧体可以通过热喷涂直接制备，但磁铅石结构铁氧体喷涂后得到的仍是尖晶石结构，需要对涂层进行高温热处理才能获得磁铅石结构。本研究探索了一种直接采用热喷涂工艺制备磁铅石结构铁氧体的方法。本文采用喷雾干燥造粒制备了磁铅石铁氧体/聚乙烯复合粉体材料，采用等离子喷涂工艺制备了铁氧体/聚乙烯复合涂层。采用扫描电镜、X射线衍射、拉曼光谱等手段研究了铁氧体/聚乙烯复合涂层的相结构、形貌等微观组织。结果表明：等离子喷涂铁氧体/聚乙烯复合涂层厚度为1mm，涂层中同时存在尖晶石相和磁铅石相，尖晶石相占55%，磁铅石相占45%，涂层中存在大量的未熔相，未发现典型的层状结构。XRD和拉曼光谱显示涂层中存在磁铅石相结构。通过牺牲聚乙烯保护磁铅石铁氧体，使等离子喷涂能够制备含有磁铅石结构铁氧体涂层。喷涂过程中低熔点聚乙烯首先熔融烧蚀，带走了等离子焰流的部分热量，使一部分磁铅石铁氧体不能充分熔融，未发生熔化冷却结晶以及从尖晶石晶型向磁铅石晶型的转化过程，而是保留了原始的磁铅石结构沉积到涂层中，形成了含有磁铅石结构铁氧体的复合涂层。