一種片狀吸波劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種片狀吸波劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近些年來，吸波材料廣泛應(yīng)用于武器裝備的隱身化及工業(yè)生產(chǎn)中的勞動(dòng)防護(hù)等，并且在提高微波器件和設(shè)備的性能等方面的作用日益重要，因而受到世界各國(guó)的重視。吸波材料的發(fā)展關(guān)鍵在于吸波劑的研制。吸波劑形狀主要有針狀、片狀和球狀，其中片狀吸波劑由于具有較大的形狀各向異性而具有最優(yōu)的吸波性能，是吸波劑研制的主要形狀。
[0003]目前片狀吸收劑的制備方法主要有機(jī)械球磨法、真空沉積法、化學(xué)氣相沉積法、磁控濺射法及電鍍法等。片狀吸波劑制備方法眾多，但大都存在一些問題，如形狀與尺寸難于控制、制備成本較高、工藝流程復(fù)雜等，這些甚至影響到的吸收劑的性能。本發(fā)明的目的在于提供一種簡(jiǎn)便、高效、易行、低成本的片狀吸波劑制造方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是創(chuàng)立一種簡(jiǎn)便、高效、易行、低成本的片狀吸波劑的制備方法。這種方法采用低成本的原料、簡(jiǎn)易的設(shè)備和簡(jiǎn)便的工藝，制備成分可調(diào)、尺寸可控、結(jié)構(gòu)可變、性能優(yōu)異的片狀吸波劑。
[0005]本發(fā)明的關(guān)鍵是通過特殊制備方法將尺寸一定的金屬微粉或自反應(yīng)型含能復(fù)合粉體，應(yīng)用火焰噴槍加熱和自蔓延高溫合成這一低成本技術(shù)，在火焰場(chǎng)中生成細(xì)小液態(tài)產(chǎn)物熔滴，并借助氣體壓力加速，使熔滴與基板碰撞實(shí)現(xiàn)熔滴的扁平化，并通過基板的冷卻使之凝固結(jié)晶從而得到片狀吸波劑。
[0006]本發(fā)明在制備片狀吸波劑的過程中，可通過調(diào)整金屬微粉或自反應(yīng)型含能復(fù)合粉體的尺寸大小，獲得體積可調(diào)的液態(tài)溶滴；可通過調(diào)節(jié)噴槍送粉氣壓及噴槍與基板的距離，實(shí)現(xiàn)對(duì)吸波劑形狀、厚度和尺寸的控制；可通過調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)的冷卻速度實(shí)現(xiàn)對(duì)液態(tài)溶滴凝固結(jié)晶過程的控制，從而獲得具有成分可調(diào)、形態(tài)可控、原位合成的片狀吸波劑。本發(fā)明設(shè)備簡(jiǎn)單、工藝靈活、適應(yīng)性強(qiáng)、反應(yīng)原料和制造運(yùn)行成本低廉。本發(fā)明所涉及的方法可應(yīng)用于軍事和民用工業(yè)中所要求的片狀吸波劑的制備。
【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明的基本原理圖。
[0008]圖2為本發(fā)明技術(shù)制得的鉻鐵氧體復(fù)相片狀吸波劑實(shí)物圖。
[0009]圖3為本發(fā)明技術(shù)制得的鉻鐵氧體復(fù)相片狀吸波劑XRD分析圖。
[0010]圖4為本發(fā)明技術(shù)制得的鉻鐵氧體復(fù)相片狀吸波劑反射損耗曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]工藝流程為:反應(yīng)物料的處理一含能復(fù)合粉體的制備一復(fù)合粉體預(yù)熱一火焰反應(yīng)熔射一熔滴撞擊基板一冷卻介質(zhì)冷卻一片狀吸波劑獲得。將金屬微粉或自反應(yīng)型含能復(fù)合粉體，用傳統(tǒng)火焰熱噴涂設(shè)備熔射，熔射過程中，由火焰加熱融化金屬微粉，或火焰引燃含能復(fù)合粉體發(fā)生自蔓延高溫合成反應(yīng)，在火焰的加熱或自蔓延反應(yīng)的高放熱作用下，使固態(tài)粉體轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)熔滴。在壓力和速度可調(diào)的送粉氣體作用下，液態(tài)熔滴撞擊到冷卻基板上，在大過冷度作用下，熔滴發(fā)生變形(扁平化)與凝固結(jié)晶過程，從而獲得具有成分可調(diào)、尺寸可控、原位合成的片狀吸波劑。
[0012]具體實(shí)施例
[0013]實(shí)施例1
[0014]以平均粒徑為40 μ m的化學(xué)純Al粉、Fe粉和MnO2粉及平均粒徑約35 μ m的工業(yè)純Cr2O3粉為原始粉料，以蔗糖和環(huán)氧樹脂作為分散劑和粘合劑，按反應(yīng)摩爾比配制，經(jīng)球磨和造粒，制成粒度為43-61 μ m的自反應(yīng)型功能團(tuán)聚粉用于反應(yīng)火焰噴射。碰撞基板為光滑不銹鋼板，冷卻介質(zhì)為室溫自來水。采用改制的CP-Dm型高能火焰噴槍，氧氣和乙炔的壓力分別為0.6MPa和0.llMPa，調(diào)整火焰性質(zhì)為微氧化焰，送料量為20g / min。采用氬氣作為送粉氣和保護(hù)氣。噴射距離為200mm。
[0015]本發(fā)明制備的片狀鉻鐵氧體復(fù)相吸波劑的相成分和性能如下:吸波劑的相組成為FeCr2O4-Mn2AlO4-Fe4O3,片狀吸波劑尺寸為直徑30 μ m左右、厚度2 μ m左右。該吸波劑在高頻段具有較好吸波能力。
[0016]實(shí)施例2
[0017]以分析純的Fe (NO3) 3粉、Ba (NO3) 2粉和平均粒徑約40 μ m的工業(yè)純CO (NH2) 2粉為原始粉料，以蔗糖和環(huán)氧樹脂作為分散劑和粘合劑，按反應(yīng)摩爾比配制，經(jīng)球磨和造粒，制成粒度為40 μ m左右的自反應(yīng)型功能團(tuán)聚粉用于反應(yīng)火焰噴射。碰撞基板為光滑不銹鋼板，冷卻介質(zhì)為室溫自來水。采用改制的CP-Dm型高能火焰噴槍，氧氣和乙炔的壓力分別為0.6MPa和0.1110^，調(diào)整火焰性質(zhì)為微氧化焰，送料量為2(^ / min。采用氬氣作為送粉氣和保護(hù)氣。噴射距離為200mm。
[0018]本發(fā)明制備的片狀純相鋇鐵氧體吸波劑的相成分和性能如下:吸波劑的相組成為BaFe12O19,片狀吸波劑尺寸為直徑34 μ m左右、厚度2 μ m左右。該吸波劑具有較好吸波能力。
[0019]實(shí)施例3
[0020]以分析純的Fe (NO3) 3粉、Ba (NO3) 2粉、Sr (NO3) 2和平均粒徑約40 μ m的工業(yè)純CO(NH2)2粉為原始粉料，以蔗糖和環(huán)氧樹脂作為分散劑和粘合劑，按反應(yīng)摩爾比配制，經(jīng)球磨和造粒，制成粒度為40 μ m左右的自反應(yīng)型功能團(tuán)聚粉用于反應(yīng)火焰噴射。碰撞基板為光滑不銹鋼板，冷卻介質(zhì)為室溫自來水。采用改制的CP-D111型高能火焰噴槍，氧氣和乙炔的壓力分別為0.6MPa和0.llMPa，調(diào)整火焰性質(zhì)為微氧化焰，送料量為20g / min。采用氬氣作為送粉氣和保護(hù)氣。噴射距離為200mm。
[0021]本發(fā)明制備的片狀鍶取代鋇鐵氧體吸波劑的相成分和性能如下:吸波劑的相組成為Sr。.5Ba0.^12O19-BaFe12O19-SrFe12O19,片狀吸波劑尺寸為直徑40 μ m左右、厚度2 μ m左右。該吸波劑具有較好的寬頻吸波能力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.片狀吸波劑制備方法，其特征在于吸波劑片體形狀的獲得是通過在火焰噴涂槍高速、高溫氣流作用下，被噴射的細(xì)微粒子達(dá)到較高運(yùn)動(dòng)速度并熔化為液態(tài)熔滴，高速運(yùn)動(dòng)的熔滴與冷卻成形基板碰撞，速度減為零，液態(tài)熔滴在基板上鋪展扁平化，并快速冷卻凝固后獲得片狀微粉。通過凝固技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)液相結(jié)晶過程的控制，從而獲得成分可調(diào)、尺寸可控、原位合成、性能優(yōu)異的片狀吸波劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的片狀吸波劑制備方法，其特征在于將熱噴涂技術(shù)、高溫合成材料技術(shù)、碰撞成形技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合與集成創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)片狀吸波劑的制備。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的片狀吸波劑制備方法，其特征在于用火焰熱噴涂設(shè)備，熔射非自反應(yīng)粉體(金屬微粉)或自反應(yīng)型含能復(fù)合粉體。熔射過程中，高溫火焰使金屬微粉熔化，或者由火焰加熱引燃含能復(fù)合粉體使之發(fā)生自蔓延高溫合成反應(yīng)，自蔓延反應(yīng)的高放熱和火焰的輔助加熱，使粉體轉(zhuǎn)變?yōu)殪F態(tài)熔滴。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的片狀吸波劑制備方法，其特征在于高速運(yùn)動(dòng)的液態(tài)熔滴，與冷卻成形基板碰撞，速度減為零，液態(tài)熔滴在基板上鋪展扁平化，并快速冷卻凝固后獲得片狀微粉。片狀的形態(tài)(形狀、尺寸、厚度等)取決于反應(yīng)粉體的化學(xué)組成、粉體粒徑、噴槍送粉氣壓以及噴槍與冷卻基板的距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的片狀吸波劑制備方法，其特征在于自反應(yīng)型含能復(fù)合粉體的組成。含能復(fù)合粉體的組成主要為能發(fā)生自蔓延高溫合成反應(yīng)且具有高放熱特征的反應(yīng)體系，復(fù)合粉體的組成應(yīng)滿足體系的絕熱燃燒溫度Tad應(yīng)接近甚至超過其合成產(chǎn)物的熔點(diǎn)Tni這一條件。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種片狀吸波劑的制備方法。用傳統(tǒng)火焰熱噴涂原理和設(shè)備，熔射經(jīng)團(tuán)聚處理或膠囊化改性的自反應(yīng)型含能復(fù)合粉體或金屬微粉，使之發(fā)生自蔓延高溫合成反應(yīng)，產(chǎn)生霧化熔滴，在噴施壓力作用下與基板發(fā)生碰撞，實(shí)現(xiàn)熔滴的扁平化，通過凝固技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)液相結(jié)晶過程的控制，從而獲得成分可調(diào)、尺寸可控、原位合成、性能優(yōu)異的片狀吸波劑。本發(fā)明設(shè)備簡(jiǎn)單、工藝靈活、適應(yīng)性強(qiáng)、反應(yīng)原料和制造運(yùn)行成本低廉，制備的片狀吸波劑可應(yīng)用于軍事和民用工業(yè)生產(chǎn)中。
【IPC分類】C04B35-26, C04B35-622
【公開號(hào)】CN104628370
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310577114
【發(fā)明人】王建江, 許寶才, 高海濤, 婁鴻飛, 蔡旭東, 侯永伸
【申請(qǐng)人】中國(guó)人民解放軍軍械工程學(xué)院
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2013年11月14日