一種鐵基合金吸波材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用合金微粉制備吸波材料的方法，特別涉及一種鐵基合金微粉吸波材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著電子化、信息化的發(fā)展，大量電子產(chǎn)品所產(chǎn)生的電磁波相互干擾，會(huì)導(dǎo)致通信中斷，設(shè)備失靈等嚴(yán)重問題。并且過多電磁輻射會(huì)對(duì)我們?nèi)梭w直接和間接構(gòu)成了嚴(yán)重的危害，因此防護(hù)電磁干擾波，避免造成不必要的損失，尋找一種能抵擋并削弱電磁波射的材料已成為材料科學(xué)的一大課題。微波吸收材料作為一種能夠吸收電磁波的功能材料，它可以將電磁波能量轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，以此來抑制電磁波的輻射和干擾。
[0003]吸波材料已達(dá)十幾種之多，其中應(yīng)用較廣的幾類吸波材料有鐵氧體、金屬微粉、導(dǎo)電高聚物和鐵電吸波材料等。對(duì)吸波材料的研宄主要向兩方面發(fā)展。一方面是追求高吸收率、重量輕、耐高溫等高性能化，以滿足軍事目標(biāo)抗雷達(dá)偵察等尖端科技需求；另一方面是致力于降低成本，以滿足計(jì)算機(jī)電磁屏蔽、大型電磁設(shè)備防護(hù)、環(huán)保型建筑涂料等方面的需要。在眾多吸波材料中，磁性吸波材料具有明顯優(yōu)勢(shì)，而且將是主要的研宄對(duì)象。磁性吸波材料主要包括鐵氧體、超細(xì)金屬粉、多晶鐵纖維、合金微粉等。鐵氧體具有較低的介電常數(shù)，匹配特性較好，但是微波磁導(dǎo)率不夠高，制備的涂層較厚。而金屬吸收劑具有使用高溫性能好、飽和磁化強(qiáng)度和磁損耗能力大等特點(diǎn)，金屬微粉吸收材料主要是通過磁滯損耗、渦流損耗等吸收衰減電磁波。
[0004]由于Fe的資源比較豐富，價(jià)格相對(duì)于Co和Ni都比較低廉，因此Fe基合金吸波材料的制備成為研宄的重點(diǎn)。FeNd合金以優(yōu)異的吸波性能被廣泛研宄，雖然取得一定成果，但仍然存在吸波性能還不夠理想，厚度較大，吸波帶寬窄等缺點(diǎn)，為了克服這些缺點(diǎn)，本發(fā)明通過往合金加入一定量的Si元素來改善Fe基合金的吸波特性，本發(fā)明提供一種鐵基合金吸波材料及其制備方法。該方法制備工藝簡(jiǎn)單，制備的微波吸收粉末吸收頻帶寬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種鐵基合金吸波材料及其制備方法，為實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明以Fe、Nd和Si為原料，具體步驟是通過以下技術(shù)路線實(shí)現(xiàn)的:
(I)將高純度的金屬Fe、金屬Nd和Si表面打磨干凈，按一定的原子比例配料；
⑵將一定配好的原料放入真空電弧爐中進(jìn)行熔煉，熔煉次數(shù)為2-3次；
⑶待熔煉好的合金冷卻后，取出，并放在石英玻璃管中真空密封；
⑷將真空密封好的石英管放入水中，檢驗(yàn)其是否密封完全；
(5)再把裝有合金樣品的玻璃管放入爐子中，進(jìn)行均勻化退火處理；
(6)將均勻化處理后的樣品取出并迅速放入冰水混合物中進(jìn)行淬火；
(7)待樣品充分冷卻后，砸破玻璃管，取出管內(nèi)的樣品；
(8)將樣品在研缽中進(jìn)行機(jī)械初步粉碎； (9)將粉碎后的樣品，倒入球磨罐中，在汽油的保護(hù)下，用行星式球磨機(jī)進(jìn)行球磨；
CO)球磨一段時(shí)間后，把合金微粉取出晾干，即可得一種合金微粉吸波材料。
[0006]優(yōu)先地，在步驟⑴中，金屬Fe、金屬Nd和Si純度大于99.5%，按照原子比為Fe17Nd2_xSix (0.2 彡 X 彡 0.6)配料。
[0007]優(yōu)先地，在步驟(5)中，退火溫度控制在600-800°C，退火時(shí)間為1_2周。
[0008]優(yōu)先地，在步驟(9)中，球料比為15:1-20: 1，行星式球磨機(jī)速度控制250-350 r/min運(yùn)行。
[0009]優(yōu)先地，在步驟(1Φ中，用行星式球磨機(jī)進(jìn)行球磨的時(shí)間為50_70h。
[0010]本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)和特性:
⑴此方法制取的吸附材料，原料來源廣泛，成本低廉；
(2)制備的合金微粉，吸波頻帶寬。
【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)施例一:
將純度大于99.5%的金屬Fe、金屬Nd和Si表面打磨干凈，按原子比為Fe17Nd1.#込2配料。將配好樣品裝入真空電弧爐中，經(jīng)過抽真空、換氣洗氣操作，重復(fù)三次，然后充入一定量的氬氣作為保護(hù)氣體，開始熔煉，每個(gè)樣品熔煉一次后需反轉(zhuǎn)，如此熔煉三次。待熔煉爐冷卻后將樣品取出，裝入石英玻璃管中，并進(jìn)行真空密封操作，再放入水中檢驗(yàn)其密封性，檢驗(yàn)密封完好后，把玻璃管放入箱式電阻爐中在600°C環(huán)境條件下退火2周。退火后直接將玻璃管放入冰水混合物中進(jìn)行淬火，充分冷卻后，取出并砸碎玻璃管，拿出樣品，將樣品表面的氧化皮磨凈，放入研缽中進(jìn)行機(jī)械初步粉碎，機(jī)械粉碎后用行星式球磨機(jī)進(jìn)行球磨，在汽油的保護(hù)下，以球料質(zhì)量比為20:1，轉(zhuǎn)速為250 r/min的條件，球磨50 h，球磨結(jié)束后把合金微粉取出晾干，即可得一種合金微粉吸波材料。
[0012]實(shí)施例二:
將純度大于99.5%的金屬Fe、金屬Nd和Si表面打磨干凈，按原子比為Fe17Nd1.#込4配料。將配好樣品裝入真空電弧爐中，經(jīng)過抽真空、換氣洗氣操作，重復(fù)三次，然后充入一定量的氬氣作為保護(hù)氣體，開始熔煉，每個(gè)樣品熔煉一次后需反轉(zhuǎn)，如此熔煉三次。待熔煉爐冷卻后將樣品取出，裝入石英玻璃管中，并進(jìn)行真空密封操作，再放入水中檢驗(yàn)其密封性，檢驗(yàn)密封完好后，把玻璃管放入箱式電阻爐中在700°C環(huán)境條件下退火2周。退火后直接將玻璃管放入冰水混合物中進(jìn)行淬火，充分冷卻后，取出并砸碎玻璃管，拿出樣品，將樣品表面的氧化皮磨凈，放入研缽中進(jìn)行機(jī)械初步粉碎，機(jī)械粉碎后用行星式球磨機(jī)進(jìn)行球磨，在汽油的保護(hù)下，以球料質(zhì)量比為20:1，轉(zhuǎn)速為250 r/min的條件，球磨60 h，球磨結(jié)束后把合金微粉取出晾干，即可得一種合金微粉吸波材料。
[0013]實(shí)施例三:
將純度大于99.5%的金屬Fe、金屬Nd和Si表面打磨干凈，按原子比為Fe17Nd1.45込6配料。將配好樣品裝入真空電弧爐中，經(jīng)過抽真空、換氣洗氣操作，重復(fù)三次，然后充入一定量的氬氣作為保護(hù)氣體，開始熔煉，每個(gè)樣品熔煉一次后需反轉(zhuǎn)，如此熔煉三次。待熔煉爐冷卻后將樣品取出，裝入石英玻璃管中，并進(jìn)行真空密封操作，再放入水中檢驗(yàn)其密封性，檢驗(yàn)密封完好后，把玻璃管放入箱式電阻爐中在800°C環(huán)境條件下退火I周。退火后直接將玻璃管放入冰水混合物中進(jìn)行淬火，充分冷卻后，取出并砸碎玻璃管，拿出樣品，將樣品表面的氧化皮磨凈，放入研缽中進(jìn)行機(jī)械初步粉碎，機(jī)械粉碎后用行星式球磨機(jī)進(jìn)行球磨，在汽油的保護(hù)下，以球料質(zhì)量比為15:1，轉(zhuǎn)速為350 r/min的條件，球磨70 h，球磨結(jié)束后把合金微粉取出晾干，即可得一種合金微粉吸波材料。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種合金吸波材料及其制備方法，其特征在于，該制備方法包括如下步驟: (I)將高純度的金屬Fe、金屬Nd和Si表面打磨干凈，按照原子比為Fe17Ndh Six(0.2彡X彡0.6)配料; ⑵將配好的原料放入真空電弧爐中進(jìn)行熔煉，熔煉次數(shù)為2-3次； ⑶待熔煉好的合金冷卻后，取出，并放在石英玻璃管中真空密封； ⑷將真空密封好的石英管放入水中，檢驗(yàn)其是否密封完全； (5)再把裝有合金樣品的玻璃管放入爐子中，進(jìn)行均勻化退火處理； (6)將均勻化處理后的樣品取出并迅速放入冰水混合物中進(jìn)行淬火； (7)待樣品充分冷卻后，砸破玻璃管，取出管內(nèi)的樣品； (8)將樣品在研缽中進(jìn)行機(jī)械初步粉碎； O)將粉碎后的樣品，倒入球磨罐中，在汽油的保護(hù)下，用行星式球磨機(jī)進(jìn)行球磨； CO)球磨一段時(shí)間后，把合金微粉取出晾干，即可得一種合金吸波材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種合金吸波材料及其制備方法，其特征在于，在步驟(5)中，退火溫度控制在600-800°C，退火時(shí)間為1-2周。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種合金吸波材料及其制備方法，其特征在于，在步驟⑶中，球料比為15:1-20:1，行星式球磨機(jī)速度控制250-350 r/min運(yùn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種合金吸波材料及其制備方法，其特征在于，在步驟(1Φ中，用行星式球磨機(jī)進(jìn)行球磨的時(shí)間為50-70h。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種合金微粉吸波材料及其制備方法，它是以高純度的金屬Fe、金屬Nd和Si為原料,將其按一定原子比配料，并用電弧熔煉爐進(jìn)行熔煉，使其熔合成均勻的合金。再將合金樣品通過用石英玻璃管中進(jìn)行真空密封，并進(jìn)行熱處理，淬火，然后取出樣品，將樣品在研缽中進(jìn)行機(jī)械初步粉碎，最后放入不銹鋼球磨罐中，在汽油的保護(hù)下，進(jìn)行高能球磨，球磨一段時(shí)間后，把汽油倒出，取出樣品粉末，并晾干，即可獲得一種合金微粉吸波材料。該方法制備的吸附材料工藝簡(jiǎn)單、成本低廉，制備的合金微粉吸波頻帶寬。
【IPC分類】C22C33-04, B22F1-00, B22F9-04, C21D1-26, C22C38-12, C21D1-18
【公開號(hào)】CN104831161
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510228647
【發(fā)明人】黃鵬騰
【申請(qǐng)人】黃鵬騰
【公開日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年5月7日