【地坪网资讯】任小虎1,徐光亮1,余洪滔1,彭承敏2
(1.西南科技大学,新材料研究所,四川省非金属复合与功能材料重点实验室–省部
共建国家重点实验室培育基地,四川绵阳621010;2.西南应用磁学研究所,四川绵阳621000)

摘　要:　采用热压成型工艺,以环氧树脂为基体、羰基铁粉为吸收剂制备复合微波吸收材料。对获得的羰基铁粉/环氧树脂复合吸收体的微观结构、电磁性能及微波吸收性能进行了表征和测试,并研究了该材料在隔离器中的应用性能。结果表明,调节吸收剂含量及成型压力可以制备出结构致密,吸收损耗大的微波吸收体。其中在30MPa压力下成型,羰基铁粉体积分数为65%的吸收体在8~12GHz内的吸收损耗为7.8~8.9dB/mm。隔离器负载中使用该材料,器件电压驻波比≤1.2时,隔离度≥20dB,相对带宽达20%。
关键词:　隔离器;负载;热压;微波吸收

1　引　言
微波隔离器是一种实现微波信号正向传输损耗低、反向传输损耗高的二端口单向传输器件,广泛应用在现代通信与雷达,为微波系统不可缺少的元器件之一[1]。为适应微波通信、卫星通讯和电子对抗等技术的快速发展,研制便于集成的小型化宽频带的微波器件一直是近些年来电子元件的发展方向。但制约小型化隔离器的瓶颈是必须解决隔离端与吸收负载之间的匹配问题[2-4]。一般在X波段以上工作频率,隔离器的匹配负载须采用微波吸收体,且吸收体微波吸收率越高越有利于隔离器的小型化设计。
目前关于微波吸收材料多研究用于隐身技术、电磁屏蔽及微波暗室等领域[5-9],而对于负载用微波吸收材料的研究鲜有报道。邓晓东等[10]通过浇注成型工艺制备了羰基铁/环氧树脂复合吸收体,其在8~12GHz频率内吸收率为2.5~4.5dB/mm。王向楠等[11]通过对羰基铁粉的改性,提高羰基铁粉掺量制备吸收体在10~12GHz频率内吸收率为3.7~7.0dB/mm。但由于成型过程中物料流动性的限制,以往采取浇注成型工艺制备的复合吸收体中吸收剂含量较低,从而制约了吸收体的微波吸收性能。本文针对X波段带线结隔离器,以羰基铁粉(CI)为吸收剂,环氧树脂为基体材料,通过热压成型工艺制备了高吸收剂含量复合吸波负载,并研究了成型压力及吸收剂含量对其结构及微波吸收等性能的影响。
2　实　验
2.1　样品的制备
以德国BASF公司EW 型羰基铁粉(CI)为吸收剂,粒径为3~4μm;E51型环氧树脂为基体。将羰基铁粉(CI)、环氧树脂、固化剂和稀释剂超声混合,羰基铁粉体积分数分别为60%、65%、70%、75%。在80℃下真空搅拌脱气,之后将物料填入模具中80℃下施加不同压力,保压10min,最后在150℃固化2h。固化后经切割、打磨,加工为1mm×5mm×8mm 规格的块状样品与外径7.00mm、内径3.04mm 的环状样品分别用来测试吸波性能与电磁特性。
2.2　样品的性能及表征
采用日立公司TM-1000扫描电子显微镜观察吸收体样品断面的微观形貌。采用AgilentE5071C 矢量网络分析仪和7mm 空气线同轴夹具,根据传输/反射法测试材料的扫频复介电常数和复磁导率,扫频范围为1~14GHz。
通过带状线法测试其微波吸收性能。将两块规格为8.0mm×5.0mm×1.0mm 的吸收体放入测试夹具,如图1所示,与中心导体上下对称组成带状线,夹具带线传输线设计为空气介质时50Ω 阻抗,中心导体长度S=12.8mm,宽度W =2.6mm。

全文下载地址：  隔离器负载用吸波材料的热压工艺及其性能.pdf