Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp thụ sóng vi ba trên nền gốm từ và điện môi

• Tác giả: Đoàn Mạnh Quang
• Người hướng dẫn: TS. Đào Nguyên Hoài Nam
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Vật lý chất rắn
• Đề tài: Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp thụ sóng vi ba trên nền vật liệu gốm từ và điện môi
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ khoa học
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TƯƠNG TÁC CỦA SÓNG VI BA VỚI VẬT LIỆU
• 1.1. Tán xạ và phản xạ sóng điện từ gây bởi vật liệu
• 1.2. Các cơ chế hấp thụ sóng vi ba
• 1.2.1. Cơ chế tổn hao điện môi
• 1.2.2. Phân cực điện tử. Phân cực tự phát. Phân cực nguyên tử
• 1.2.3. Cơ chế tổn hao từ
• 1.2.3.1. Tổn hao từ trễ
• 1.2.3.2. Tổn hao cộng hưởng sắt từ
• 1.2.3.3. Tổn hao hồi phục từ
• 1.2.3.4. Tổn hao xoáy
• 1.2.4. Ảnh hưởng của hiệu ứng hấp thụ bề mặt
• 2. CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
• 2.1. Quy trình chế tạo các hạt nano La0,7Sr0,3MnO3 (LSMO) và La1,5Sr0,5NiO4 (LSNO)
• 2.2. Phương pháp phân tích
• 2.2.1. Phân tích cấu trúc bằng nhiễu xạ tia X
• 2.2.2. Kính hiển vi điện tử quét (SEM)
• 2.2.3. Từ kế mẫu rung (VSM)
• 2.2.4. Phép đo phản xạ, truyền qua và hấp thụ sóng vi ba
• 2.2.5. Quy trình trải các lớp vật liệu hấp thụ
• 2.2.6. Phương pháp đo truyền qua/phản xạ sóng vi ba trong không gian tự do
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Kết quả phân tích giản đồ nhiễu xạ tia X và chụp ảnh bề mặt SEM
• 3.2. Kết quả khảo sát tính chất từ của các hệ hạt nano chế tạo
• 3.3. Khảo sát sự ảnh hưởng của hình thái, kích thước hạt và tính chất từ vào các điều kiện công nghệ chế tạo các hạt nano La0,7Sr0,3MnO3
• 3.4. Tính chất hấp thụ sóng vi ba của hệ hạt La1,5Sr0,5NiO4 (LSNO)
• 3.5. Tính chất hấp thụ sóng vi ba của hệ hạt La0,7Sr0,3MnO3 (LSMO)
• 3.6. Tính chất hấp thụ sóng vi ba của hệ hạt nano tổng hợp La1,5Sr0,5NiO4/La0,7Sr0,3MnO3
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu vật liệu hấp thụ sóng vi ba từ gốm và điện môi

Nghiên cứu về vật liệu hấp thụ sóng vi ba (MAM) đã trở thành một lĩnh vực quan trọng trong khoa học vật liệu. Các vật liệu này có khả năng hấp thụ sóng điện từ trong dải tần số từ 3 đến 30 GHz, được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử, đặc biệt là trong lĩnh vực quân sự và viễn thông. Việc phát triển các vật liệu mới từ gốm điện môi và gốm từ không chỉ giúp cải thiện hiệu suất hấp thụ mà còn mở ra nhiều cơ hội ứng dụng trong công nghệ hiện đại.

1.1. Lịch sử và sự phát triển của vật liệu hấp thụ sóng vi ba

Các nghiên cứu đầu tiên về vật liệu hấp thụ sóng vi ba bắt đầu từ những năm 1930. Từ đó, nhiều công trình nghiên cứu đã được thực hiện nhằm cải thiện hiệu suất hấp thụ và mở rộng ứng dụng của chúng trong các lĩnh vực như quân sự, y tế và an toàn bức xạ.

1.2. Tầm quan trọng của vật liệu hấp thụ sóng vi ba trong công nghệ hiện đại

Vật liệu hấp thụ sóng vi ba đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu nhiễu điện từ (EMI) cho các thiết bị điện tử. Chúng được sử dụng trong các hệ thống thông tin liên lạc, radar và các ứng dụng tàng hình, giúp nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của thiết bị.

II. Thách thức trong nghiên cứu vật liệu hấp thụ sóng vi ba

Mặc dù có nhiều tiến bộ trong nghiên cứu vật liệu hấp thụ sóng vi ba, vẫn còn nhiều thách thức cần phải vượt qua. Các vấn đề như khả năng hấp thụ thấp, độ bền và chi phí sản xuất là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến việc ứng dụng thực tế của các vật liệu này.

2.1. Khả năng hấp thụ và độ bền của vật liệu

Khả năng hấp thụ sóng vi ba của vật liệu thường bị ảnh hưởng bởi cấu trúc và thành phần hóa học. Việc tối ưu hóa các yếu tố này là cần thiết để đạt được hiệu suất hấp thụ cao và độ bền lâu dài.

2.2. Chi phí sản xuất và khả năng ứng dụng

Chi phí sản xuất vật liệu hấp thụ sóng vi ba vẫn còn cao, điều này hạn chế khả năng ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp. Cần có các nghiên cứu nhằm phát triển quy trình sản xuất hiệu quả và tiết kiệm chi phí.

III. Phương pháp chế tạo vật liệu hấp thụ sóng vi ba từ gốm và điện môi

Để chế tạo vật liệu hấp thụ sóng vi ba, các phương pháp như tổng hợp hóa học, nung nóng và ép đùn được sử dụng. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp sẽ ảnh hưởng đến tính chất và hiệu suất của vật liệu.

3.1. Quy trình tổng hợp vật liệu gốm điện môi

Quy trình tổng hợp vật liệu gốm điện môi thường bao gồm các bước như trộn nguyên liệu, nung nóng và làm nguội. Các yếu tố như nhiệt độ và thời gian nung có ảnh hưởng lớn đến cấu trúc và tính chất của vật liệu.

3.2. Kỹ thuật chế tạo vật liệu gốm từ

Kỹ thuật chế tạo vật liệu gốm từ bao gồm việc sử dụng các phương pháp như nghiền, trộn và nung. Việc tối ưu hóa các bước này sẽ giúp cải thiện khả năng hấp thụ sóng vi ba của vật liệu.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn của vật liệu hấp thụ sóng vi ba

Kết quả nghiên cứu cho thấy các vật liệu gốm điện môi và gốm từ có khả năng hấp thụ sóng vi ba tốt, với giá trị tổn hao phản xạ (RL) đạt được là -36,7 dB. Những kết quả này mở ra nhiều cơ hội ứng dụng trong các lĩnh vực như quân sự và viễn thông.

4.1. Đánh giá hiệu suất hấp thụ của vật liệu

Các thí nghiệm cho thấy rằng vật liệu gốm điện môi La1,5Sr0,5NiO4 có khả năng hấp thụ sóng vi ba tốt, nhờ vào cơ chế phối hợp trở kháng và phối hợp pha. Điều này cho thấy tiềm năng ứng dụng của vật liệu trong thực tế.

4.2. Ứng dụng trong công nghệ quân sự và viễn thông

Vật liệu hấp thụ sóng vi ba có thể được ứng dụng trong các thiết bị quân sự như radar và hệ thống thông tin liên lạc, giúp nâng cao khả năng tàng hình và giảm thiểu nhiễu điện từ.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu vật liệu hấp thụ sóng vi ba

Nghiên cứu về vật liệu hấp thụ sóng vi ba từ gốm và điện môi đang mở ra nhiều triển vọng mới. Việc phát triển các vật liệu mới với hiệu suất cao và chi phí hợp lý sẽ là mục tiêu chính trong tương lai.

5.1. Tương lai của nghiên cứu vật liệu hấp thụ

Nghiên cứu sẽ tiếp tục tập trung vào việc cải thiện khả năng hấp thụ và độ bền của vật liệu, đồng thời tìm kiếm các ứng dụng mới trong công nghệ hiện đại.

5.2. Hướng đi mới trong phát triển vật liệu

Các nghiên cứu tiếp theo có thể hướng đến việc phát triển các vật liệu siêu nhẹ và thân thiện với môi trường, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao trong công nghiệp và đời sống.