CST颗粒复合材料的吸收特性分析(6)
成的磁矩冻结;纳米颗粒表面自旋钉扎等。在低温区，铁磁颗粒的磁矩有一个急剧的下
降，而且半径越小，磁化强度曲线下降得越快。这说明随着半径的减小，铁磁颗粒的
表面效应增强，磁矩随着尺寸 R 的减小而减小。而对于小尺寸反铁磁颗粒，由于两套
次晶格的自旋数目不同，系统将产生净磁矩。在模拟计算中，发现小尺寸反铁磁颗粒
和铁磁颗粒一样，具有明显的尺寸效应[6]。
1.6.2 矫顽力Hc
当颗粒的尺寸降低到单畴临界尺寸时，颗粒的矫顽力 Hc 将呈现最大值，当颗粒
的尺寸继续降低，颗粒的矫顽力 Hc 又会重新降低，颗粒尺寸继续下降将进入超顺磁
状态。根据磁畴理论，立方晶系中，单畴颗粒的临界尺寸 Rc为: 式中 Ms、A 和 K 分别代表饱和磁化强度、交换常数和各向异性常数。磁性颗粒的单
畴临界尺寸均在纳米量级。
实现高磁导率仍是从降低矫顽力Hc入手， Hc的降低一方面要实现晶粒的微细化，
因为Hc与晶粒尺寸 D 的6次方成正比[5]
。当颗粒尺寸大于单畴临界尺寸时，Hc和R-1
成正比，当颗粒尺寸小于单畴临界尺寸时，矫顽力开始下降，当颗粒尺寸约为 7nm 时
进入超顺磁状态。
1.6.3 磁相变
在低温下，铁磁与反铁磁颗粒的序参量都趋近 1，这表明系统在低温下处在铁磁
或反铁磁有序态。随着温度的升高,序参量降至 0，表明此时系统处在一个无序的状态，
即顺磁态.在序参量随温度的变化出现急剧下降的区域，所对应的磁化率曲线在相应的
温度出现极大峰，这些现象明显地表明系统经历了从有序到无序(即顺磁态)的一次相
变。根据磁化率峰值的位置，就可以得到不同交换相互作用下各类铁磁及反铁磁颗粒
从磁有序到顺磁态的相变温度。
这种奇特的磁性转变主要是由小尺寸效应造成的。在磁性纳米颗粒中，当颗粒尺
寸小于某一临界值时，各向异性能显著降低，当各向异性能小于热能时，磁化方向在
热扰动下就不再固定在一个易磁化方向，而是在几个易磁化方向之间作随机取向，结
果导致超顺磁性的出现。随着颗粒尺寸的减小，一些抗磁性物质会转变为顺磁性物质，
非磁性或顺磁性物质可转变为铁磁性物质
1.7 颗粒复合材料的吸收特性研究的目的和意义
纳米材料以其独特的结构使纳米材料具有表面效应、量子尺寸效应和小尺寸效应
等，使得纳米材料与大尺度的材料相比，具有吸波性能好、吸收频带宽等优点，良好
的吸波性能优于传统的吸波材料，因而在电子对抗中有着广阔的应用前景。雷达隐身
材料是应用最广的一种隐身材料，作为隐身技术的重要手段得到各军事国家的重视，
在信息技术领域的应用也不断深化，在整个隐身技术中起到重要作用。随着现代社会
与科学技术的飞速发展，由于大范围使用移动电话、局域网以及雷达设备等等，造成
了越来越严重的电磁干扰，给人们的生活带来了诸多不便。因此，微波吸收材料不仅
应用在军事领域中而且在人们的生产与生活的各个方面都有这很重要的作用。鉴于以上这些原因，我们急需要研究颗粒复合材料的辐射吸收特性，来更好的运用到生活、
军事之中。
颗粒复合材料由于其特殊的结构和组成，对获得高电磁波吸收材料至关重要。本
课题将学习认识颗粒复合材料辐射吸收的物理机理，从而对含微/纳米尺寸颗粒复合材
料的辐射吸收特性进行模拟计算，分析金属、非金属、磁性与非磁性颗粒复合材料的
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