CN113281573A - 一种纳米四氧化三铁电磁学性能测试方法 - Google Patents
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Abstract
一种纳米四氧化三铁电磁学性能测试方法。是为了解决如何测量出介质的高频电磁学性能参数显得尤为重要的问题，本发明包括如下步骤：利用氧化‑共沉淀相转化法制备纳米级四氧化三铁；利用传输反射法，利用网络分析仪采用扫频方式对纳米四氧化三铁的电磁学性能测试。本发明用于纳米四氧化三铁电磁学性能测试。
Description
技术领域
本发明涉及一种纳米四氧化三铁电磁学性能测试方法。
背景技术
随着科技的进步，薄膜材料已经广泛应用于高速电子工业的各个领域，比如：信息存储、电磁兼容、磁场传感器、微波通讯器件等。众所周知，现代文明离不开高性能的电磁器件，而设计和研制这些器件的基本前提是准确的知道所用材料的基本电磁参数，当器件向更小的尺寸方向发展时，要求器件所用的电子材料薄膜化，因此，如何测量出介质的高频电磁学性能参数显得尤为重要。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种纳米四氧化三铁电磁学性能测试方法，以克服现有技术中的缺陷。
为了实现上述目的，本发明提供了一种纳米四氧化三铁电磁学性能测试方法，该方法包括如下步骤：
步骤一：利用氧化-共沉淀相转化法制备纳米级四氧化三铁；
(1)FeSO4溶液的制备；
称取低碳铁皮，溶于20％的浓硫酸中，经过过滤后用重铬酸钾滴定法测定Fe2+的浓度；
(2)非晶态δ-FeOOH的制备；
加入FeSO4溶液并滴加NaOH，调节PH，在常压、室温下加入双氧水进行反应，反应一段时间后，反应得到δ-FeOOH悬浮液；
(3)纳米四氧化三铁的形成；
向δ-FeOOH悬浮液中加入FeSO4，用NaOH调节溶液PH并定容形成共沉淀，在磁力搅拌下，进行加热沸腾回流，并经过抽滤，去离子水洗涤多次后滤饼，烘干后得到纳米四氧化三铁粉末；
步骤二：利用传输反射法，利用网络分析仪采用扫频方式对纳米四氧化三铁的电磁学性能测试；
先将未涂覆纳米四氧化三铁的介质基片放在测量端测得输入反射系数和正向传输系数，再将涂覆了纳米四氧化三铁的介质基片放在测量端测得输入反射系数和正向传输系数，将获得的两组系数数据再结合传输反射法，得出未镀覆薄膜材料的介质基片的有效介电常数与镀覆有薄膜材料的介质基片的有效介电常数，并计算薄膜材料的真实介电常数。
作为对本发明所述的一种纳米四氧化三铁电磁学性能测试方法的进一步说明，优选地，所述的步骤(1)重铬酸钾滴定法中重铬酸钾标准溶液制备方法为：用天平称取2.9477g重铬酸钾置于烧杯中用水溶解，移至容量瓶中用水稀释摇匀。
作为对本发明所述的一种纳米四氧化三铁电磁学性能测试方法的进一步说明，优选地，所述的步骤(2)中加入FeSO4溶液并滴加NaOH，调节PH的具体过程为：在室温下以0.5mol/L的FeSO4一次性加碱，调节PH至9-10。
作为对本发明所述的一种纳米四氧化三铁电磁学性能测试方法的检测方法进一步说明，所述的步骤(2)中室温下加入双氧水进行反应的时间为30-35min。
作为对本发明所述的一种纳米四氧化三铁电磁学性能测试方法的检测方法进一步说明，所述的步骤二的具体过程为：先将未涂覆纳米四氧化三铁的介质基片放在测量端测得输入反射系数S11和正向传输系数S21，再将涂覆了纳米四氧化三铁的介质基片放在测量端测得输入反射系数S11和正向传输系数S21，将获得的两组系数数据再结合传输反射法，得出未镀覆薄膜材料的介质基片的有效介电常数εRh与镀覆有薄膜材料的介质基片的有效介电常数εRs，并计算薄膜材料的真实介电常数εrs：
其中：p为填充因子，是将电容转化为介电常数的系数；
εrh是未涂覆纳米四氧化三铁的介质基片真实介电常数。
本发明的有益效果：
1、本发明基于传输反射法，具有很高的灵敏度，与现有技术相比，能够很好地测量材料的电磁学性能，测试频带宽、结构简单、重复性强、在GHz频段范围内测试精度高。
2、本发明以廉价的低碳铁皮为初始原料，通过硫酸溶解成二价铁离子，经过氧化-共沉淀相转化，制备出纳米四氧化三铁粉末，操作方便、设备简单，反应条件温和，工艺条件易于控制。
附图说明
图1为本发明制备纳米四氧化三铁的流程图；
图2为双氧水氧化悬浮液PH随时间变化图；
图3为相转化过程中PH随时间变化图。
具体实施方式
为了能够进一步了解本发明的结构、特征及其他目的，现结合所附较佳实施例附以附图详细说明如下，本附图所说明的实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。
具体实施方式一、本实施方式所述的一种纳米四氧化三铁电磁学性能测试方法，该方法包括如下步骤：
步骤一：利用氧化-共沉淀相转化法制备纳米级四氧化三铁；
(1)FeSO4溶液的制备；
称取低碳铁皮，溶于20％的浓硫酸中，经过过滤后用重铬酸钾滴定法测定Fe2+的浓度；
(2)非晶态δ-FeOOH的制备；
加入FeSO4溶液并滴加NaOH，调节PH，在常压、室温下加入双氧水进行反应，反应一段时间后，反应得到δ-FeOOH悬浮液；
(3)纳米四氧化三铁的形成；
向δ-FeOOH悬浮液中加入FeSO4，用NaOH调节溶液PH并定容形成共沉淀，在磁力搅拌下，进行加热沸腾回流，并经过抽滤，去离子水洗涤多次后滤饼，烘干后得到纳米四氧化三铁粉末；
步骤二：利用传输反射法，利用网络分析仪采用扫频方式对纳米四氧化三铁的电磁学性能测试；
先将未涂覆纳米四氧化三铁的介质基片放在测量端测得输入反射系数和正向传输系数，再将涂覆了纳米四氧化三铁的介质基片放在测量端测得输入反射系数和正向传输系数，将获得的两组系数数据再结合传输反射法，得出未镀覆薄膜材料的介质基片的有效介电常数与镀覆有薄膜材料的介质基片的有效介电常数，并计算薄膜材料的真实介电常数。
具体实施方式二、本实施方式是对具体实施方式一所述的一种纳米四氧化三铁电磁学性能测试方法的进一步说明，所述的步骤(1)重铬酸钾滴定法中重铬酸钾标准溶液制备方法为：用天平称取2.9477g重铬酸钾置于烧杯中用水溶解，移至容量瓶中用水稀释摇匀。
具体实施方式三、本实施方式是对具体实施方式一所述的一种纳米四氧化三铁电磁学性能测试方法的进一步说明，所述的步骤(2)中加入FeSO4溶液并滴加NaOH，调节PH的具体过程为：在室温下以0.5mol/L的FeSO4一次性加碱，调节PH至9-10。
具体实施方式四、本实施方式是对具体实施方式一所述的一种纳米四氧化三铁电磁学性能测试方法的进一步说明，所述的步骤(2)中室温下加入双氧水进行反应的时间为30-35min。
具体实施方式五、本实施方式是对具体实施方式一所述的一种纳米四氧化三铁电磁学性能测试方法的进一步说明，所述的步骤二的具体过程为：先将未涂覆纳米四氧化三铁的介质基片放在测量端测得输入反射系数S11和正向传输系数S21，再将涂覆了纳米四氧化三铁的介质基片放在测量端测得输入反射系数S11和正向传输系数S21，将获得的两组系数数据再结合传输反射法，得出未镀覆薄膜材料的介质基片的有效介电常数εRh与镀覆有薄膜材料的介质基片的有效介电常数εRs，并计算薄膜材料的真实介电常数εrs：
其中：p为填充因子，是将电容转化为介电常数的系数；
εrh是未涂覆纳米四氧化三铁的介质基片真实介电常数。
需要声明的是，上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。
Claims (5)
1.一种纳米四氧化三铁电磁学性能测试方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤一：利用氧化-共沉淀相转化法制备纳米级四氧化三铁；
(1)FeSO4溶液的制备；
称取低碳铁皮，溶于20％的浓硫酸中，经过过滤后用重铬酸钾滴定法测定Fe2+的浓度；
(2)非晶态δ-FeOOH的制备；
加入FeSO4溶液并滴加NaOH，调节PH，在常压、室温下加入双氧水进行反应，反应一段时间后，反应得到δ-FeOOH悬浮液；
(3)纳米四氧化三铁的形成；
向δ-FeOOH悬浮液中加入FeSO4，用NaOH调节溶液PH并定容形成共沉淀，在磁力搅拌下，进行加热沸腾回流，并经过抽滤，去离子水洗涤多次后滤饼，烘干后得到纳米四氧化三铁粉末；
步骤二：利用传输反射法，利用网络分析仪采用扫频方式对纳米四氧化三铁的电磁学性能测试；
先将未涂覆纳米四氧化三铁的介质基片放在测量端测得输入反射系数和正向传输系数，再将涂覆了纳米四氧化三铁的介质基片放在测量端测得输入反射系数和正向传输系数，将获得的两组系数数据再结合传输反射法，得出未镀覆薄膜材料的介质基片的有效介电常数与镀覆有薄膜材料的介质基片的有效介电常数，并计算薄膜材料的真实介电常数。
2.如权利要求1所述的一种纳米四氧化三铁电磁学性能测试方法，其特征在于，所述的步骤(1)重铬酸钾滴定法中重铬酸钾标准溶液制备方法为：用天平称取2.9477g重铬酸钾置于烧杯中用水溶解，移至容量瓶中用水稀释摇匀。
3.如权利要求1所述的一种纳米四氧化三铁电磁学性能测试方法，其特征在于，所述的步骤(2)中加入FeSO4溶液并滴加NaOH，调节PH的具体过程为：在室温下以0.5mol/L的FeSO4一次性加碱，调节PH至9-10。
4.如权利要求1所述的一种纳米四氧化三铁电磁学性能测试方法，其特征在于，所述的步骤(2)中室温下加入双氧水进行反应的时间为30-35min。
5.如权利要求1所述的一种纳米四氧化三铁电磁学性能测试方法，其特征在于，所述的步骤二的具体过程为：先将未涂覆纳米四氧化三铁的介质基片放在测量端测得输入反射系数S11和正向传输系数S21，再将涂覆了纳米四氧化三铁的介质基片放在测量端测得输入反射系数S11和正向传输系数S21，将获得的两组系数数据再结合传输反射法，得出未镀覆薄膜材料的介质基片的有效介电常数εRh与镀覆有薄膜材料的介质基片的有效介电常数εRs，并计算薄膜材料的真实介电常数εrs：
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20210820 |