陶瓷基空心复相微珠的燃烧合成及其吸波特性研究

提出用自反应淬熄法，低成本制备其它技术不能或难以制备的陶瓷基空心复相微珠，系统开展陶瓷基空心复相微珠本征参数（化学成分、显微组织、结构尺寸等）与其吸波性能间相互关系及其变化规律研究。确定自反应淬熄法制备陶瓷基空心复相微珠的化学配系与合成工艺，研究溶射淬熄过程中含气陶瓷熔滴产生的热力学条件与动力学过程及其非平衡条件下的凝固行为，探寻陶瓷基空心复相微珠的原位合成规律，实现对其组织结构的精细控制。阐明陶瓷基空心复相微珠的表征方法，揭示其传输、吸收、损耗电磁波的特性与规律，建立陶瓷基空心复相微珠本征参数与吸波性能内在关系模型，分析具有不同本征参数的陶瓷基空心复相微珠协同吸波机制，获得满足"薄、宽、轻、强"性能要求的新型系列吸波材料，为战场实际应用奠定技术与理论基础。

针对战地空间的电磁环境日趋复杂恶劣的现状，为提高武器系统以及重要军事目标在复杂电磁环境中的生存能力，开展了“陶瓷基空心复相微珠的燃烧合成及其吸波特性研究”。.1. 提出了一种基于自反应淬熄法技术，可以低成本、高效批量合成低密度、本征参数(化学成分、表面形貌及粒度分布)可调可控且具有优良高频（12-18 GHz）吸波性能的钡铁氧体/锰铁氧体空心陶瓷微珠吸波剂的方法。成功制备出高频吸波性能良好的微米级空心微珠和微纳米级空心微珠吸波材料。此技术为吸波材料轻质化提供了一种有效的技术途径。.2. 确立了基于自反应淬熄法技术特点与要求，制备钡铁氧体/锰铁氧体空心微珠的化学反应配系的设计原则与具体的化学配系以及可合成微米级空心陶瓷微珠与微纳米级空心陶瓷微珠的自反应团聚粉最优制备工艺流程，即有机-前驱体法与改性有机胶黏法，从而解决了影响空心微珠合成质量的一个重要工艺问题。且该流程具有普遍适用性。 .3. 阐明了团聚粉粒子在火焰场中飞行燃烧过程与SHS反应机制，得出空心陶瓷熔滴形成经历三个阶段，即受热蓄能阶段、热释放段与后燃烧段；而空心陶瓷熔滴的凝固亦经历三个阶段，即枝晶长大及纳米条状晶形成，内部柱状晶形成，内部纳米等轴晶形成。发现了粒子的不同飞行行为与火焰场分区是可控合成空心陶瓷微珠的技术关键，从而进一步丰富并发展了自蔓延高温合成技术理论与应用领域。.4. 建立了自反应淬熄法技术工艺参数、化学反应配系、钡铁氧体/锰铁氧体空心陶瓷微珠本征参数、高频吸波性能之间关系模型，提出了一种新的微纳米甚至纳米级空心陶瓷微珠的形成机制与掺杂改性途径，从而为轻质高效宽频钡铁氧体/锰铁氧体空心微珠吸波材料的制备提供了理论支持。.5．设计制备了具有良好低频（0.5-12 GHz）吸波性能空心微珠的化学配系，制备出包括LiZn铁氧体空心微珠、FeSiAl软磁合金空心微珠和非晶态空心微珠在内的三类低频空心微珠，研究了其形成机理和低频吸波性能，建立了三类空心微珠微观结构与低频吸波性能之间的关系模型。.总之，采用自反应淬熄法及相关工艺分别制备了高频和低频段吸波性能良好的空心微珠材料，并探索了微波损耗机理，为战场实际应用奠定了一定的技术与理论基础，实现了新型吸波材料“薄、轻、宽、强”的需求。