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總的來說,針對於奈米粉體所製作的電磁波吸收材料而言,透過 這幾個不同形式樣品的吸收性質量測後,可以得到一些初步的結果與 分析的結論,分別ㄧ一的詳述於下。

一、在量測的方式上,運用導波管的量測方法來量測電磁波吸收 材料,可以說是一個新的嘗試,這樣的方式具備有屏蔽效果佳的特 點,可以完全的屏除掉外界的電磁波干擾而得到較為精確的電磁波吸 收量測結果,同時也是一個平行波導的微波傳輸發射模式,可以較為 準確的模擬出現階段微波發射的實際情況,在波導的正中央設計一個 可以屏蔽電磁波的吸收材料,可以充分的對這樣的吸收材做全面性的 量測而得到較為精確的數據分析資料,本計畫所採用的量測方法可以 去除掉散射與干射的微波問題,針對吸收係數與反射損失可以精確的 加以估算。

此外,這樣的量測方式也可以迅速的知道粉體所製作出的吸收材 是不適合做為量測的標的,特別是在膜厚度的敏感性方面,因為這樣 的量測方式對於厚度的敏感度相當優異,當有反射損失值突然增高的 時候,就可知道所採用的微波吸收材厚度已經產生微波共振效應,不 適合作為研究後續的分析使用,藉此來掌握製作奈米微波吸收材料的 適當厚度。

同時,這樣的導波管形式來量測電磁波吸收材料也具備有節省空 間的優點,因為隨著電磁波發射頻率不斷的增高,其薄膜吸收尺寸也 就可以隨之降低,因此在探討 GHz 級的電磁波吸收時,可以導入這 樣的量測方式,對於未來的高頻量測上是相當有幫助的,不過此法的 缺點是對於其他電磁波的性質而言,以導波管的方式會有數據分析不 夠縝密之處,例如在電磁波吸收材料與電磁波散射的分析上,需要運 用其他不同的電磁波量測與分析工具來得到較為完整的分析。

二、在粉體的選擇上,我們發現選擇偏鐵磁性強的奈米粉體來製 作電磁波吸收材具有較佳的吸收特性,此外,採用高溫超導陶瓷粉體 來製作也會有良好的效果,另外有一些複合形式的奈米粉體也會對電 磁波吸收材的研究上有一些助益,諸如現今許多奈米複合殼層的粉 體,也會對這樣的研究有幫助,以此次的研究來說,我們發現許多金 屬奈米粉可以經由適量的添加進入鐵磁粉體中得到不錯的電磁波吸 收特性,這些像鐵鎳鈷等等的奈米粉在未來的電磁波吸收材料應用時 可以扮演許多具足輕重的角色,透過其增加奈米粉體有效截面積以製 造更多極化震動的吸收模態,可以增強電磁波吸收材的吸收效果與特 性。

三、在厚度及摻雜的運用上,厚度的影響我們可以用一個簡單的 敘述加以說明,當電磁波進入到吸收材料時,如果吸收材料的厚度非

常接近電磁波共振時所需的四分之ㄧ波長,此時也就相當的容易發生 電磁波共振的情況,一旦這樣的情況發生就會大大的減低電磁波吸收 材料的性質,另外,也就是當鐵磁性的電磁波吸收材料後度不斷增加 的同時,會使得內部的極化能力相對也越為提高,當極化值與電磁波 的相互影響增大的時候,也就會容易削弱了電磁波吸收的特性,因此 針對厚度上的考慮是我們所必須要注意的;在此次的實驗當中發現膜 厚度為 3mm 為最佳電磁波吸收材厚度,由於考慮到塗佈時的便利性 與均勻度,其溶液與粉體的混合則為 6:4,由於各粉體的添加對於吸 收材有不同的影響力,應考慮其最重要的吸收頻段而選擇其適當之配 比。

因此,我們可以導入多層的電磁波吸收材,運用各式不同材料的 相互搭配,達到多頻段吸收的目的,這樣一來也就可以稍稍的降低對 於電磁波吸收材料的厚度敏感性,同時運用不同種類的材料相互搭 配,可以增強多頻段電磁波吸收的效果,達到廣頻域吸收的需求。

從攙雜的角度著手來說,我們使用不同的奈米金屬粉體做為攙雜 的主要項目,是因為這一些奈米金屬粉體都可以提供許多其他的電磁 波傳導路徑,簡單來說也就是使得電磁波在進入鐵磁性奈米粉體吸收 材料時,有更多的途徑去讓鐵磁性的電磁波吸收材吸收轉換為其他的 功函式或者是其他種類的能去釋放,而降低了反射損失,達到吸收電

磁波的目的,這一方面的研究現在才剛剛開始進行,對於這樣的機制 還不是有一個很確切的說法與結論,不過,當添加的比例過多時又會 降低電磁波吸收材的吸收特性,因此,我們可以說初步的發現添加這 一類材料有助於吸收而沒有辦法提出一個較具學理性的解釋與推論。

此次研究的重點在於平版型的電磁波吸收材料,這樣的研究來說 只是電磁波吸收材料的一個基礎,針對粉體與鐵磁性質的掌握及製備 方式是此次研究的重點,吾人可以透過粉體製備的過程與流程的控 制,得到一個很好的奈米鐵磁性粉體,而經由初步的實驗與電磁波量 測吸收的測試,可以發現其具備有相當程度的電磁波吸收特性,在經 由不同的改質過程可以使得其吸收電磁波的特性與性質更加完備,達 到實驗上所能夠涵蓋的範圍與需求。

第六章 未來展望

1. 使用溶膠凝膠法製備奈米級鐵氧粉體,雖可製備結晶良好之鐵氧 粉體,但其先天高溫燒結成像的限制,導致粉體粒子較大,且其凝團 現象嚴重,雖以研缽研磨並以沉降法篩檢,但粒子仍就達 100 奈米,

為製備粒徑較小之鐵氧粉體並減少其凝團現象,未來可採用低反應溫 度的水熱法方式來製備粉體,也可避免凝團現象使分散更為容易。

2. 於本年度的實驗中可之介電陶瓷粉體的添加無法增強電磁波的吸 收能力,反之奈米級之金屬粉體卻有助於電磁波的吸收;故於未來的 研究中可採用殼層奈米級複合式結構,先以水熱法製備出具有良好晶 相之奈米粒子後,在於其外鍍上導電良好之金屬殼層,應可發揮其電 磁波吸收之效用。

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