کاربردهای ویژه ی الکترومغناطیس برخی از ساختارها و مواد کامپوزیتی (3)

کامپوزیت های باریوم فریتی نوع Z

در بین فریت های هگزاگونال مغناطیسی نرم، فریت های نوع Z بیشترین توجه را به خود اختصاص داده است. خواص مغناطیسی استاتیک قابل توجه فریت های نوع Z، در جدول 1 آورده شده است. فریت
() یکی از مهم ترین مواد فریتی میکروویو با نفوذ پذیری بزرگ می باشد.
مغناطش اشباع این ماده در دمای اتاق 51emu/g و دمای کوری آن برابر با 690 K می باشد. در دمای اتاق، فریت دارای آنیزوتروپی صفحه ی C با میدان آنیزوتروپی خارج صفحه ای بزرگ ( ) با مقدار برابر با 12 KOe و میدان آنیزوتروپی داخل صفحه ای کوچک ( ) برابر با حدود 12/0 KOe می باشد. نفوذپذیری حقیقی استاتیک () در گستره ی 8 تا 12 و فرکانس رزونانس تقریبا برابر با حدود 5/1 GHz می باشد.
تلاش های زیادی برای بهبود خواص فریت های در فرکانس بالا انجام شده است مخصوصا برای افزایش ، و . یکی از روش های مؤثر جانشینی یون های با سایر یون های دو ظرفیتی است. برای مثال، برای می تواند تا 16 افزایش یابد. این کار با جانشین کردن با در غلظت های Zn برابر باx مساوی 35/1، قابل انجام است. یک نفوذپذیری مغناطیسی افزایش یافته (=21) در فریت های جایگزین شده با ، قابل حصول است ( این فریت ها، بعد از زینترینگ ماده در فشار جزئی اکسیژن (3/101 kPa) قابل تولید می باشند). با جانشینی یون های Cu2+، فریت های هگزاگونال نوع Z می توانند در دمای زینترینگ پایین (1180℃) تولید شود. دوپ کردن یک مقدار اندک از SiO_2 می تواند مربوط به فریت های را افزایش دهد. افزایش قابل توجه در در آن دسته از سرامیک های فریتی مشاهده می شود که در آنها از یک میدان مغناطیسی چرخنده، در طی آماده سازی نمونه ها، استفاده شده است.
جایگزینی یون های (بدون یون های Co) موجب می شود تا فریت های نوع Z با آنیزوتروپی محور C ایجاد شود. اگر چه مقدار کاهش می یابد، اما وابستگی دمایی میدان آنیزوتروپی بهبود می یابد. آنیزوتروپی در 1x>، آنیزوتروپی را از حالت صفحه ی C به حالت محور C، اصلاح می کند. وقتی x از 5/0 به 1 تغییر کند، به سرعت از 14 به 5/3 کاهش می یابد. برای ، با جایگزینی Zn از مقدار x مساوی صفر به مقدار 2/1، و به ترتیب از 15 به 21 و از 10 به 12 افزایش می یابد، در حالی که از 8/0 به 3/0 GHz شیفت داده می شود. برای فریت های ، بعد از دوپ کردن 1/0 % وزنی ، مقدار از 10 به 6 کاهش می یابد که علت آن تشکیل فاز گارنت می باشد. جانشینی لانتانیوم با Ba در ، منجر به کاهش و می شود اما برای 'ε بزرگ، این کار، موجب افزایش رسانایی فریت می شود.
علاوه بر تکنیک های سرامیکی خاص، سایر فرایندهای دیگر، برای آماده سازی فریت های هگزاگونال مناسب هستند. برای مثال، افزودن شیشه ی Bi-Zn-B می تواند رزونانس را به فرکانس های بالاتر، شیفت دهد. که با استفاده از روش پرس گرم، آماده سازی می شود، دارای فرکانس رزونانس 5/2 GHz است. فاز با خلوص بالا از جنس که دارای برابر با 19.3 می باشد، با آسیاب کاری اولیه ی ذرات نوع M و Y، قابل آماده سازی می باشد. ذرات فریت همچنین با روش سل ژل نیز قابل تولید می باشند. فریت های تولید شده با این روش، می توانند برابر با 14.5 را در فرکانس 10 MHz داشته باشند. افزودن می تواند منجر به یک کاهش در و شود که علت این کاهش، به دلیل ممانعت در رشد دانه ها و افزایش ، رخ می دهد. از یا CuO برای کاهش دمای زینترینگ فریت های ، استفاده می شود اما در این مواد، مقدار بدست آمده، تنها برابر با 9/5 است. با جانشینی یون های Co با یون های مس، فاز می تواند در دماهای نسبتا پایین (c˚1180)، تشکیل شود. در حقیقت با جایگزینی مس به میزان 6/0x=، مقدار ’0 µ =13 می شود.
در مقایسه با فریت های بالک، و کامپوزیت های فریتی مربوطه، به طور قابل توجهی کاهش می یابد، در حالی که به فرکانس های بالاتر شیفت داده می شود. برای مثال، کامپوزیت های با 5/0p=دارای، =3، =1.2 و2/3= هستند، در حالی که آن دسته از کامپوزیت های با 35/0p=دارای ، =2.5و =0.8، هستند.
خواص مغناطیسی استاتیک فریت های هگزاگونال نوع Z که با CoZn جانشین شده اند با فرمول شیمیایی (
، در جدول 2 آورده شده است. با جانشینی CoZn، و کامپوزیت های فریتی می تواند به طور قابل توجهی بالا رود (شکل 1). با جانشینی Zn و افزایش آن از مقدار x مساوی صفر به مقدار 2/1، و به ترتیب از 6/2 به 4 و از 1/1 به 1/6، افزایش می یابد. به هر حال، در x کمتر از 8/0، هم و به سرعت کاهش می یابد که علت آن اصلاح آنیزوتروپی از صفحه ی C به محور C می باشد.
نسبتا پایین یکی از محدودیت های اصلی کامپوزیت های فریتی نوع Zی است که در آنها از CoZnاستفاده شده است. بالاترین مقدار ، تنها در نمونه ی با غلظت Co ماکزیمم، بدست می آید. این مقدار تنها برابر با حدود 3 GHz می باشد. برای افزایش بیشتر ، با جایگزینی یون های با ماده ای به نام تشکیل می شود که این ماده دارای بزرگتری است. طیف نفوذپذیری مغناطیسی قابل توجه و خواص میرایی این مواد در شکل 2 نشان داده شده است. وقتی مقدار CoTi از 0 به 5/0 و 1 افزایش یابد، ’0 µ تقریبا بدون تغییر باقی می ماند در حالی که از 2/1 به 6/1 و سپس 8/1 افزایش می یابد و نیز از 3 به 5/3 و بعد به 5/4 GHZ افزایش می یابد. افزایش و مربوط به کاهش در ضرایب میرایی (λ) از مقدار 44/1 به 22/1 و سپس 88/0 می باشد. از مورد نمودارهای RL-f، حد پایین تر ( ) برای باندهای فرکانس مربوط به RL<10 dB، تقریبا یکسان است، در حالی که حد بالایی ( ) به طور قابل توجهی به فرکانس های بالاتر شیفت پیدا می کند. به عنوان یک نتیجه، وقتی میزان جانشینی CoTi (x) از 0 به 5/0 و 1 افزایش می یابد، پهنای باند نسبی ( ) به ترتیب از 1 به 4/2و به 3 و 3/3 افزایش می یابد. علت این مسئله افزایش و کاهش ضخامت کامپوزیت ها (از میزان 35/0 به میزان 30/0 و بعد 25/0) می باشد.
استفاده از یون های یا به جای ، می تواند به طور قابل توجهی را افزایش دهد زیرا این دو یون در ایجاد آنیزوتروپی مگنتوکریستالی، مشارکت دارند. نتایج تجربی نشان داده است که کامپوزیت های فریتی وقتی میزان جانشینی (X) از 0 تا 2/0 و 8/0 افزایش می یابد، از 5/2 به 2/4 و 5/11GHz افزایش می یابد.
به هر حال، و به سرعت و به ترتیب از 1/3 به 4/2 و بعد به 6/1 و از 7/7 به 7/1 و بعد به 8/0، کاهش می یابد (شکل 3).
روش نمک مذاب نیز برای بهبود خواص فریت های مورد استفاده قرار می گیرندو در این روش، بهبود از طریق کنترل مورفولوژی ذرات آنها، انجام می شود. مثالی از روش نمک مذاب، بوسیله ی Lin و همکارانش، گزارش شده است. در این گزارش، NaCl به عنوان فلاکس استفاده شده است. پودر فریت که با این روش آماده سازی شده اند، دارای ذراتی با شکل صفحه ای هگزاگونال، هستند که اندازه ی آنها حدود 40 میکرومتر است. ذرات بزرگ و صفحه ای از جنس ، که به عنوان فیلر مورد استفاده قرار می گیرد، منجر به ایجاد کامپوزیت هایی با و و بالا می شود. از 3/2به 3/3 افزایش می یابد و نیز به میزان 8 % افزایش می یابد. این مقایسه با در نظر گرفتن ذرات فریتی انجام شده است که با تکنیک های سرامیکی متداول آماده سازی شده اند. همین طور، پهنای باند از 1: 3 به 1: 8/3 بسط داده می شود.
مشابه با فریت های نوع w، دوپ شدن اکسیدها، همچنین قادر است تا و کامپوزیت های فریتی
را افزایش دهد. نتایج قابل توجه در جدول 3 و 4 آورده شده است. در بین اکسیدهای مورد مطالعه، جذاب ترین اکسید، است. این افزودنی، موجب افزایش و و می شود. نتایج تجربی نشان داده است که، با افزایش درصد دوپ شونده (δ)، مقدار از 12 برای 0= δ به میزان حدود 19 برای 1-5/1= δ می رسد. این مقدار سپس برای 2= δ به میزان 16 می رسد. افزایش در، موجب کاهش چگالی فریت ها می شود. این مسئله یکی از نتایج استفاده از مواد دوپ شونده است. برای کامپوزیت های دوپ شده با 1 درصد وزنی اکسید تیتانیوم ، مقادیر و و به ترتیب به مقادیر 4، 4/2 و 6/2 GHz می رسد (در مقایسه با مقادیر 6/3، 9/1 و 3/2 برای کامپوزیت های دوپ نشده ی).
شکل 4 طیف نفوذپذیری مغناطیسی و ویژگی های میرایی EM کامپوزیت های تولید شده از فریت های دوپ شده با 1درصد وزنی اکسید تیتانیوم را نشان می دهد. باند فرکانس برای RL<-10 dB از 3 به 5/12 GHz افزایش می یابد که این مقادیر مربوط به برابر با 1: 2/4 و ضخامت 3/0 cm است. برای مقایسه باید گفت، کامپوزیت های فریتی دوپ نشده که دارای برابر با 4/2 تا 1/3 هستند. کامپوزیت های دوپ شده با یک کاندیدای خوب برای استفاده به عنوان مواد کاهنده ی انرژی موج EM با پهنای باند وسیع و ضخامت نازک (در باندهای S ، C و X میکروویو) هستند.

مواد کامپوزیتی دارای ذرات فلزی مغناطیسی

فلزات مغناطیسی و آلیاژهای فلزی دومین گروه اصلی مورد استفاده در تولید مواد کامپوزیتی است که دارای کارایی EM پیشرفته هستند. این بخش برای بررسی پیشرفت های انجام شده در زمینه ی مواد کامپوزیتی EM ارائه شده است که بر اساس فیلرهای مغناطیسی فلزی، تولید می شوند. توجه خاص در این زمینه بر روی کربونیل آهن، است. تمرکزها در ارتباط با خواص EM و کارای میرایی در گستره ی میکروویو، انواع کربونیل آهن، پایداری گرمایی و اثر غلظتی مواد کامپوزیتی تولید شده از پودرهای کربونیل آهنی است که به صورت تجاری وجود دارد.
علاوه بر این، استراتژی هایی که برای افزایش کارایی های EM این کامپوزیت ها، مورد استفاده قرار گرفته است، معرفی خواهد شد. فیلرهای فلزی مغناطیسی نانوسایز، در بخش بعدی معرفی شده اند و علاوه بر آن، سایر فیلرهای نانوسایزی که برای تولید مواد کامپوزیتی EM ، مورد استفاده قرار می گیرند، نیز معرفی شده اند. همچنین تفاوت های دیگری میان این بخش و بخش بعدی، وجود دارد. برای مثال، نانوتیوب های کربنی (CNTs) به عنوان افزودنی، می توانند خواص کامپوزیت های تولیدی از کربونیل آهن را بهبود دهند. این ضروری است که بگوییم در این مقاله، بررسی های تئوری انجام شده بر روی نفوذپذیری مغناطیسی پیچیده و نفوذپذیری مواد کامپوزیتی دارای ذرات فلزی مغناطیسی، مورد بررسی قرار گرفته است.

کربونیل آهن

پودرهای کربونیل آهن که به روش های مختلف تولید می شوند، ممکن است از لحاظ پارامترهای مختلفی مانند اندازه ی ذرات، ترکیب شیمیایی، توزیع ذرات، ضریب اتلاف هیسترزیس و... متفاوت باشند. جدیدترین تکنولوژی مورد استفاده برای تولید پودر کربونیل آهن، روش تجزیه ی گرمایی آهن پنتا کربونیل ( ) در حضور آمونیاک (در دمای 500 تا 600K) می باشد. آمونیاک برای تنظیم نسبت کربن به نیتروژن ترکیب شده با آهن مورد استفاده قرار می گیرد و با استفاده از آن، این اطمینان حاصل می شود که ذرات با شکل کروی تشکیل می شود. عدم حضور آمونیاک موجب می شود تا پودرهای عاری از کربن ایجاد شود که می تواند بر روی خواص EM آنها اثر می گذارد.
اگر چه پودرهای کربونیل آهن تجاری به صورت مستقیم با مخلوط شدن با مواد پلیمری مختلف، برای آماده سازی کامپوزیت ها، مورد استفاده قرار می گیرند، محصولات مختلفی تولید شده از مواد اولیه مختلف، دارای خواص و کارایی های EM مختلفی هستند. این مسئله به این دلیل است که خواص نهایی یک کامپوزیت به طور نزدیکی با خواص پودر مورد استفاده، در ارتباط است. فاکتورهای تعیین کننده عبارتند از ترکیب شیمیایی، مورفولوژی، اندازه ی ذرات، توزیع ذرات، پروفایل های سطحی و... . برای مثال، داشتن رسانایی الکتریکی بالای پودرهای فلزی و اندازه ی ذرات مناسب، نقش تعیین کننده ی در خواص میکروویو کامپوزیت های نهایی، دارد. اندازه ی ذرات به طور نزدیکی با عمق پوسته (δ) در ارتباط است که به صورت زیر تعریف می شود:

که در اینجا، ρ مقاومت ویژه، نفوذپذیری مغناطیسی ذاتی مواد و f فرکانس می باشد. در این زمینه، در فرکانس های میکروویو، اندازه ی ذرات باید از عمق پوسته، بیشتر نشود. مورفولوژی سطحی و هموژن بودن شیمیایی، می تواند بر روی رفتار آگلومره شدن پودرها و میزان پراکنده شدن آنها در داخل پلیمر، اثرگذار باشد. بنابراین، در عمل، نیازمند در نظر گرفتن میزان سازگاری پودر فلزی و زمینه ی پلیمری انتخاب شده، هستیم.
برخلاف مواد فریتی، کامپوزیت های تولید شده از پودرهای فلزی یک مشکل دیگر در مورد تراوایی آستانه (threshold percolation) دارند. علت این مشکل، رسانایی بالای فیلرهاست. عموما، غلظت حجمی تراوایی یک کامپوزیت با فیلرهای رسانای کروی، تقریبا حدود 33% است. در بالای این غلظت تراوایی، این کامپوزیت رسانا می شود و بنابراین، ظرفیت میرایی EM آنها ضعیف است. علت این مسئله، تطابق نامناسب امپدانس می باشد که بوسیله ی افزایش در ثابت گذردهی، بوجود آمده است. روابط میان غلظت و خواص EM کربونیل آهن و رویه ی کاهش میکروویو، در ادامه بیان شده است.
شکل 5 نمودارهای ثابت دی الکتریک مربوط به کامپوزیت های با غلظت های حجمی مختلف از پودر کربونیل آهن را نشان می دهد. مقادیر ثابت دی الکتریک این کامپوزیت ها، به طور تدریجی با افزایش غلظت فیلرهای فلزی، افزایش می یابد. بخش حقیقی ثابت دی الکتریک ( در فرکانس 10 GHz) از مقدار 9/4 برای نمونه ی دارای 6/11 درصد حجمی، به 18 برای کامپوزیت دارای 6/42درصد حجمی تبدیل می شود، در حالی که بخش موهومی از 2/0 به 8/0 افزایش می یابد. هر دو بخش حقیقی و موهومی، با تغییر فرکانس، تغییر خاصی نمی کنند. این مشاهدات، مشابه مشاهداتی است که در مقالات متداول، مشاهده می شود.
نمودارهای نفوذپذیری مغناطیسی پیچیده برای این کامپوزیت ها، در شکل 6 نشان داده شده است. بخش های حقیقی این نفوذپذیری تقریبا به صورت یکنواخت با افزایش فرکانس، کاهش می یابد، در حالی که بخش های موهومی آنها دارای پیک های قابل مشاهده ای هستند که با افزایش غلظت کربونیل آهن، به سمت فرکانس های پایین تر، شیفت پیدا می کند. تغییر در تانژانت اتلاف مغناطیسی کامپوزیت ها در هنگام تغییر در فرکانس، در شکل 7 نشان داده شده است. افزایش همیشگی در این تانژانت به دلیل تأخیر مغناطیسی (magnetic retardation) ایجاد می شود.
نمودارهای اتلاف انعکاسی با فرکانس برای این کامپوزیت ها، در شکل 8 نشان داده شده است. فرکانس رزونانسی و بازتابش های اتلاف مینیمم انعکاس (RL) مربوط به کامپوزیت ها (به عنوان تابعی از ضخامت)، در شکل 9 نشان داده شده است. برای یک کامپوزیت معین با غلظت معین از کربونیل آهن، فرکانس های مربوط به اتلاف مینیمم انعکاس (با افزایش ضخامت) به سمت فرکانس های پایین، شیفت پیدا می کند. در یک ضخامت معین، یک چنین فرکانسی با افزایش غلظت کربونیل آهن، کاهش می یابد (پنل بالایی در شکل 9). به عبارت دیگر، فرکانس مربوط به اتلاف مینیمم انعکاس، با افزایش µ یا ε، کاهش می یابد. البته این مسئله می تواند با استفاده از رابطه ای، توصیف شود که به رابطه ی شرط طول موج یک چهارم (quarter wavelength condition) نامیده می شود:

که در اینجا، t و f ضخامت و فرکانس مربوط به جذب پیک می‌باشد. ε و µ ثابت دی الکتریک و نفوذپذیری مغناطیسی مختلط در f و C سرعت نور است.
اتلاف انعکاسی به سادگی با ضخامت کامپوزیت، قابل مقایسه نمی باشد. عموما، با افزایش ضخامت، مقدار مطلق اتلاف مینیمم انعکاسی، ابتدا افزایش و بعد از رسیدن به مقدار ماکزیمم، کاهش می یابد. با در نظر گرفتن نمونه ی دارای 2/28 درصد حجمی کربونیل آهن، وقتی ضخامت از 1/1 به 6/1 mm می رسد، اتلاف مینیمم مربوط به انعکاس از 2/18 به 6/50 dB افزایش می یابد(شکل 8ب).
این مقدار در 6/1 mm، ماکزیمم می شود و با افزایش ضخامت، به تدریج کاهش می یابد (پنل پایین در شکل 9). اگر برای بیان ضخامتی مورد استفاده قرار گیرد که در آن، مقدار اتلاف مطلق در انعکاس ماکزیمم می شود . با افزایش بیشتر در ضخامت، افزایش می یابد. پهنای باند فرکانس RL<-10 dB نیز به طور یکنواخت با تغییر در ضخامت کامپوزیت، تغییر نمی کند. این مشاهدات می تواند با استفاده از میزان تطابق امپدانس، توجیه شوند، یعنی داریم:

نتایج محاسبات بر اساس شکل های 5 و 6 و معادلات قبل، نشاندهنده ی آن است که نمودارهای فرکانسΓ برای کامپوزیت ها در یک ضخامت معین، با نمودارهای شکل 8، تطابق دارند. این بدین معناست که کارایی مربوط به میرایی میکروویو یک ماده ی کامپوزیت به طور یکجا بواسطه ی نفوذپذیری مغناطیسی و ثابت دی الکتریک مختلط آن، بیان می شود.

استراتژی های برای بهبود کارایی EM برای کامپوزیت های فلزی- مغناطیسی

رفتار مواد فلزی- مغناطیسی در فرکانس های بالا، همچنین بوسیله ی قانون Snoek توصیف می شود.

که در اینجا، نفوذپذیری استاتیک (بخش حقیقی نفوذپذیری در یک فرکانس مناسب و پایین). فرکانس رزونانس، γ نسبت ژیرومغناطیس و مغناطش اشباع است. بخش سمت چپ معادله ی بالا را به عنوان ثابت Snoek تعریف می کنند. این معادله همچنین به حد Snoek معروف است که این بدین معناست که برای یک ماده ی معین، این مهم است که همزمان، نفوذپذیری مغناطیسی استاتیک و فرکانس رزونانس را افزایش دهیم. به هر حال، این مشکل می تواند با استفاده از ذرات ورقه ای مانند که دارای آنیزوتروپی آسان صفحه ای هستند، برطرف شود. علاوه بر این، وقتی یک ذره ی ورقه ای مانند مغناطیسی- فلزی دارای ضخامتی کمتر از ضخامت پوسته ای است که در معادلات قبل تعریف شد، مشکل اثر جریان های گردابی نیز کاهش می یابد. همچنین یک تعداد گزارشها وجود دارد که در آنها، افزایش نفوذپذیری مغناطیسی کامپوزیت ها با استفاده از ذرات ورقه ای مانند از جنس کربونیل آهن و سایر آلیاژهای مغناطیسی، ایجاد شده است.
آسیاب های با انرژی بالا، یکی از مؤثرترین روش ها برای تولید ذرات مغناطیسی ورقه ای شکل است. یک مثال جالب توجه در این زمینه، بوسیله ی Han و همکارانش گزارش شده است. در این مقاله، نویسندگان از پودر تجاری کربونیل آهن شروع کرده اند که دارای ذرات نسبتا کروی بوده است. عملیات مکانیکی در این مقاله با استفاده از یک آسیاب گلوله ای سیاره ای، انجام شده است. در این آسیاب، نسبت گلوله به پودر برابر با 25 به 1 بوده است و از هگزانn به عنوان حلال استفاده شده است. دو سرعت برای آسیاب کاری استفاده شده است. یکی 200 و دیگری 500 دور در دقیقه. بعد از آسیاب کاری به مدت 8 ساعت در سرعت200 دور در دقیقه، بخشی از ذرات کروی تغییر شکل داده و ورقه ای شکل شده اند. ضخامت این ورقه ها برابر با حدود 500 نانومتر بوده است. آسیاب کاری در سرعت500 دور در دقیقه به مدت 8 ساعت، منجر به تغییر شکل کامل ذرات به قطعات ورقه ای شکل با ضخامت در حدود 100 نانومتر می شود. ضخامت دو پودر آسیاب شده کوچکتر از ضخامت پوسته در کربونیل آهن خالص بوده است (این ضخامت برابر با تقریبا 1 میکرون در 1-5 GHz بوده است).
یک کاهش اندک در مغناطش اشباع و یک افزایش اندک در میدان پسماندزدا اتفاق می افتد که علت آن، استفاده از آسیاب های گلوله ای با انرژی بالاست. در واقع استفاده از این آسیاب ها موجب ایجاد کرنش های بی نظمی وعیوب در داخل پودر می شود. پودرهای آسیاب شده به سهولت بیشتری نسبت به پودرهای آسیاب نشده، به حالت اشباع مغناطیسی می رسند. این مسئله بر این دلالت دارد که مورد قبلی دارای نفوذپذیری استاتیک بالاتری نسبت به مورد بعدی هستند. کامپوزیت های دارای 50 % حجمی ذره، با استفاده از افزودن مواد پارافینی (به عنوان زمینه ی نگهدارنده) تولید شده اند.
طیف نفوذپذیری مغناطیسی مختلط برای کامپوزیت های تولید شده از پودرهای آسیاب نشده و آسیاب شده ی کربونیل آهن، به طور قابل توجهی با هم تفاوت دارد. بخش های حقیقی نفوذپذیری مغناطیسی کامپوزیت های تولید شده از پودرهای آسیاب شده، در فرکانس 1/0 GHz، تقریبا برابر با حدود 6/8 است. این مقدار بالاتر از مقدار گزارش شده برای پودر آسیاب نشده است. در کامپوزیت های تولید شده با پودر آسیاب شده، افزایش قابل توجه در بخش موهومی این کمیت مشاهده شده است. علاوه بر این، کامپوزیت های تولید شده با پودر آسیاب شده، دارای فرکانس های رزونانس بالاتری هستند. محصول و مربوط به ذرات آسیاب شده در 500 دور در دقیقه، برابر با حدود 114 GHz محاسبه شده است که بسیار بالاتر از ثابت Snoek است. یک افزایش 22 % دیگر در نفوذپذیری مغناطیسی حقیقی، با جهت گیری ذرات ورقه ای شکل در کامپوزیت، قابل حصول است. افزایش در نفوذپذیری همچنین با افزایش فرکانس رزونانسی، همراه است.
مسئله ی دیگر که در مورد فیلرهای مغناطیسی- فلزی مورد استفاده در کامپوزیت های میکروویو، ایجاد می شود، رسانایی الکتریکی بالای آنهاست. وقتی مقدار ذرات مغناطیسی- فلزی از یک آستانه ی تراوایی افزایش یابد، محل اتصال اهمی ذرات موجب پدید آمدن جریان های گردابی در کامپوزیت می شود. این مشکل وقتی از ذرات ورقه ای مانند، استفاده می کنیم، بدتر می شود. یکی از مسائل نزدیک به این مشکل، ثابت دی الکتریک بالای کامپوزیت های دارای فیلرهای مغناطیسی- فلزی است که از لحاظ تطابق امپدانس مشکل زا هستند. به عنوان یک نتیجه، پوشش کاری سطحی یا روش های اصلاح سطحی پیشنهاد می شوند. یک مزیت دیگر پوشش کاری سطحی یا اصلاح سطحی، محافظت پرکننده های فلزی در برابر اکسیداسیون است بنابراین استفاده از این تکنیک ها، موجب افزایش طول عمر کامپوزیت ها می شود. متداول ترین پوشش مورد استفاده در این کاربردها، است. علت استفاده از این ماده، پایداری فیزیکی و شیمیایی بالا، رویه ی سنتز آسان و هزینه های پایین آن است. لایه های با ضخامتی ده ها نانومتری، بر روی سطوح کربونیل آهن یا ذرات آلیاژهای آهن، پوشش دهی می شود. این کار از طریق فرایند سل ژل یا روش های هم رسوبی (با استفاده از تترا اتیل ارتوسیلیکات به عنوان ماده اولیه)، انجام می شود .
یک مثال خوب از پودر ورقه ای شکل پوشش داده شده با بوسیله ی Yan و همکارانش، ارائه شده است. ذرات آهن ورقه ای شکل با قطر 1 تا 5 میکرون و ضخامت 200 نانومتر بواسطه ی استفاده از فرایند آسیاب کاری گلوله ای انرژی بالا (با استفاده از پودر کربونیل آهن تجاری و اتانول) تولید می شوند. یک لایه ی آمورف از SiO2 با ضخامت 20 نانومتر، بر روی سطح ذرات ورقه ای مانند، پوشش دهی می شود. این کار با استفاده از تترا اتیل ارتوسیلیکات و آمونیاک، انجام می شود. حضور این لایه ی منجر به کاهش قابل توجه مغناطش اشباع می شود ( در برابر ).
کامپوزیت های با پودرهای پوشش دار و بدون پوشش، با غلظت های حجمی برابر با25 % تولید شدند. هم بخش موهومی و هم بخش حقیقی نفوذپذیری مغناطیسی کامپوزیت های تولید شده با ذرات پوشش دار، اندکی کمتر از آنهایی بود که از پودرهای بدون پوشش، تولید شده بودند. این مسئله با کاهش در مغناطش اشباع در ارتباط است. به هر حال، به طور عکس، دو کامپوزیت دارای تفاوت قابل توجهی در ثابت دی الکتریک هستند. بخش های حقیقی و موهومی ثابت دی الکتریک در 1/0 GHz به ترتیب برابر با 85 و 58 بوده است. بخش حقیقی ثابت دی الکتریک در فرکانس های بالا، تقریبا در حدود 30 % بوده است. این مقادیر بالای ثابت دی الکتریک در ایجاد پلاریزاسیون آسان بار الکتریکی و پلاریزاسیون بار فضایی ذرات آهن ورقه ای شکل و بدون پوشش، مشارکت می کنند. با ایجاد یک پوشش عایق از SiO_2، ذرات آهن از همدیگر ایزوله می شوند بنابراین، ایجاد هر دو نوع پلاریزاسیون، خنثی می شود. به عنوان یک نتیجه، کامپوزیت های دارای ذرات با پوشش ، دارای ثابت دی الکتریک بسیار پایین تری هستند.
بخش های حقیقی و موهومی ثابت دی الکتریک در کل فرکانس مورد مطالعه برابر با 12 و 1 بوده است(در گستره ی 1/0تا 18 GHz). در واقع هر دوی این بخش ها در طول گستره ی فرکانس مورد بررسی، بدون تغییرباقی مانده است. بنابراین، همانگونه که انتظار داشتیم، نمونه ی تولید شده از پودر پوشش دار، ظرفیت میرایی میکروویو بهتری از خود نشان می دهد که علت آن بهبود تطابق امپدانس در این کامپوزیت هاست.
همچنین گزارشاتی در مورد بهبود خواص EM کامپوزیت های کربونیل آهن با استفاده از مخلوط کردن این ماده با سایر اجزا مانند فریت ها ، مگنتیت ، فروالکتریک ها ، کربن بلک ، الیاف کربنی ، نانوتیوب های کربنی و سایر مواد ، ارائه شده است. هرچند استفاده از فریت ها، قابل فهم تر است زیرا کامپوزیت های آنها کاندیداهای خوبی برای استفاده به عنوان مواد EM می باشد (همانگونه که در بخش قبل گفته شد و در بخش بعدی گفته خواهد شد). دلایل استفاده از اجزای دیگر، نیز به طور مناسب مورد بررسی قرار گرفته است.
یک ایده ی جالب اخیرا بوسیله ی Itoh و همکارانش، گزارش شده است. در این ایده، پهنای باند کامپوزیت های EM با استفاده از درجه بندی کردن(grading) غلظت پودر مغناطیسی، توسعه می یابد. کامپوزیت هدفمند، از طریق فرایند سانتریفیوژ در حدود 2700 G تولید می شود. تفاوت در چگالی میان پودر مغناطیسی و زمینه ی پلیمری، منجر می شود تا نمونه های دارای غلظت هدفمند، تولید شوند. یعنی غلظت اجزای مغناطیسی به طور تدریجی در طول جهت اعمال نیروی سانتریفیوژ، افزایش می یابد. با استفاده از بخش با غلظت پایین، به عنوان صفحه ی برخورد موج، یک تطابق بهتر در امپدانس نمونه، ایجاد می شود. به عنوان یک نتیجه، انعکاس نامناسب در صفحه ی برخورد کامپوزیت های EM، به طور مؤثر می تواند خنثی گردد. این کار بوسیله ی ثابت دی الکتریک پایین رزین اپوکسی انجام می شود، در حالی که انرژی انتقال یافته از موج EM ورودی، به گرما تبدیل می شود و موجب اتلاف مغناطیسی اجزا می شود. این مسئله موجب افزایش کارایی در میرایی میکروویو می شود. این مسئله بوسیله ی آزمایش تأیید شده است، که اگر یک طرف از کامپوزیت که دارای اجزای مغناطیسی بیشتری است، به عنوان صفحه ی جلویی، مورد استفاده قرار گیرد، جذب موج EM نمونه به طور قابل توجهی رو به زوال می رود. این نوع از گرادیان غلظتی در ساختارهای چندلایه، به سختی ایجاد می شود، زیرا نیاز است تا این گرادیان پیوسته باشد. به هر حال، تولید با مقیاس بزرگ یک چنین اجزای با گرادیان غلظتی، می تواند از لحاظ عملی، مشکل باشد.