本發(fā)明涉及一種具有吸波功能材料的制備方法，尤其是指一種fe-co軟磁合金吸波粉末的制備方法。

背景技術：

1、吸波材料，指能吸收或者大幅減弱其表面接收到的電磁波能量，從而減少電磁波干擾的一類材料，吸波材料已經廣泛應用在民生和軍用領域；目前在5g基站、手機中，使用吸波材料薄膜可以有效的阻擋雜波的干擾，與自身的無效電磁波的泄漏；在軍事領域中，吸波材料的應用更加重要，為提高飛行作戰(zhàn)武器的生存能力、突防能力和縱深打擊能力，隱身材料必須在強吸收的前提下應盡可能向低頻擴展，其吸波頻帶必須從8～12ghz拓寬至1～18ghz，甚至向更低頻率擴展，另一方面，更高推重比的發(fā)動機對發(fā)動機的重量控制提出了更高的需求，因此，雷達吸波涂層應該在具備較好雷達吸波性能的前提下盡可能保持較輕的重量；綜上所述，新型雷達吸波涂層應具備“薄、輕、寬”等特性。

2、fe-co合金具有高的飽和磁化強度，當co含量在50％wt，fe-co合金具有最高的飽和磁化強度，較高的磁導率；且co可以阻止fe-co合金在高溫下發(fā)生快速氧化或生銹；因此fe-co合金軟磁粉末可以應用于吸波材料；但是，目前較為常用的鐵鈷合金，如supermendur、hiperco?50、hiperco?27等這些合金具有以下問題：1、這些合金都是冶煉鑄造塊材，須要經過機加工，鍛造等工序才能使用，制備工藝復雜；2、在表面熱噴涂、粉末冶金成型等用途上，必須將fe-co合金制成粉末；但是，現(xiàn)有制粉工藝為機械破碎法，使用破碎機或球磨機進行破碎成粉末，機械破碎法制成的粉末大多顆粒粗大，雜質含量多，尤其是形貌極其不規(guī)則，尖角狀顆粒多，導致fe-co粉末的電磁性能下降，吸波性能受到損害，并且抗氧化性能下降，極易生銹；3、傳統(tǒng)fe-co合金粉末的雜質含量大，會降低磁導率；同時粉末顆粒形貌不規(guī)則，且電阻率較低，會導致集膚電流過大，損害了吸波性能；4、傳統(tǒng)fe-co合金在高溫條件下，抗高溫和鹽霧腐蝕能力仍然不能滿足需要；同時高溫下，fe-co合金的介電常數(shù)發(fā)生變化，影響了fe-co粉末的吸波性能。

3、有鑒于此，本發(fā)明人針對上述鐵鈷合金材料上未臻完善所導致的諸多缺失及不便，而深入構思，且積極研究改良試做而開發(fā)設計出本案。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種fe-co軟磁合金吸波粉末的制備方法，制成的fe-co合金粉末的顆粒規(guī)則且呈圓球狀粉末，提高fe-co合金粉末的磁導率、電阻率和耐高溫氧化性能，進而提高fe-co合金粉末的吸波性能，且制備方法簡單。

2、為了達成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

3、一種fe-co軟磁合金吸波粉末，其中各組分及重量百分比如下：fe?20.0～46.0％、co?40.0～70.0％、si?0.5～8.5％、cr?2.0～10.5％、al?0.5～3.5％、mo?0.5～2.0％、nb0.5～5.0％；p和s為不可避免雜質，且p和s的含量≤0.01％。

4、優(yōu)選地，si、cr、al的含量滿足si≤(cr+al)/2。

5、優(yōu)選地，mo+nb的含量≤3.0％。

6、一種fe-co軟磁合金吸波粉末的制備方法，具有以下步驟：

7、s1、按重量百分比稱取各組分進行配料，并進行大氣熔煉制得熔融合金液；其中各組分及重量百分比如下：fe?20.0～46.0％、co?40.0～70.0％、si?0.5～8.5％、cr?2.0～10.5％、al?0.5～3.5％、mo?0.5～2.0％、nb?0.5～5.0％；p和s為不可避免雜質，且p和s的含量≤0.01％；

8、s2、對上述熔融合金進行氮氣保護下的水霧化處理，制得粉末；

9、s3、進行二級退火處理；制成fe-co軟磁合金吸波粉末。

10、優(yōu)選地，si、cr、al的含量滿足si≤(cr+al)/2。

11、優(yōu)選地，mo+nb的含量≤3.0％。

12、所述熔煉步驟采用中頻爐，所述熔煉溫度為1500～1800℃。

13、所述水霧化處理是通過霧化噴盤將熔融合金液快速破碎并快速冷卻成粉末，得到粉末的激光粒度d50＝5um。

14、對步驟s2中得到的粉末進行扁平化處理，得到片狀粉末。

15、所述二級退火處理具體為：第一級退火溫度為950～1200℃，退火時間為0.5～1小時；第二級退火溫度為400～600℃，退火時間為1～2小時。

16、本發(fā)明的fe-co軟磁合金吸波粉末的特點是在fe、co基體金屬中摻雜少量金屬元素si、cr、al、mo、nb，以達到提高fe-co軟磁合金吸波粉末的電磁性能和抗氧化性能；同時通過添加微量合金元素對介電常數(shù)進行調節(jié)；通過添加si，al等元素提升fe-co合金的吸波性能。

17、其中，硅(si)元素是提高fe-co軟磁合金粉末的電阻率；在電磁場的激勵下，吸收劑顆粒表面會產生感應電流，感應電流不僅帶來渦流損耗造成吸收劑內部溫度升高，且由感應電流產生的電場又產生磁場，對吸收劑的磁感應強度產生不利影響；雖然這種趨膚效應無法避免，但是希望趨膚效應深度越小越好；但si含量過高，易導致磁性能下降；含量過低，減小渦流損耗效果不明顯；因此，將硅含量控制在0.5～3.5％。

18、鉻(cr)元素的加入主要目的是提高fe-co合金粉末的抗氧化腐蝕性；cr元素在合金粉末表面形成致密的氧化鉻膜層，可阻止金屬發(fā)生氧化反應；雖然cr的加入必然降低fe-co合金粉末的磁導率和居里溫度，但考慮到用于高溫部位的吸波材料必須具備抗高溫氧化能力，所以即使犧牲一點電磁特性也需要cr的防銹作用；cr含量過高，會損壞磁性能，導致飽和磁感強度降低；其含量過低，抗氧化效果不明顯；因此將cr含量控制在4.0～10.5％。

19、鋁(al)可以提高合金的抗高溫腐蝕性能，特別是與鉬、硅、鉻元素配合使用時，效果更好；但是其含量過高會導致磁性能的惡化，因此將鋁含量控制在0.5～3.5％。

20、鉬(mo)加入是為了提高合金抗高溫氧化能力，鉬可以提高合金對酸性環(huán)境的抗腐蝕能力；特別是加入鉬，防止氯離子的存在所產生的點腐蝕傾向，這對處于高溫高鹽度區(qū)域的吸波涂層的抗腐蝕性具有重要意義；但是鉬會增加剩磁和矯頑力，所以控制鉬的含量在0.5～2.0％。

21、鈮(nb)的加入有兩方面作用，首先鈮有細化晶粒作用，根據(jù)磁性材料的磁化理論，磁材隨著晶粒細化，磁導率會先下降再上升，本發(fā)明提供的fe-co合金粉末的顆粒度為3～5um，顆粒中的晶粒尺寸約為0.1～0.5um，鈮的加入可使晶粒尺寸細化至0.2um以下，可以增強磁導率，提高吸收電磁波的性能；其次，微量鈮幾乎可以固定fe-co合金中所有的碳(c＜100ppm)，防止了合金的碳化物析出，這種碳化物會加速腐蝕的速度，并且提高了矯頑力，影響了吸波性能；同時，防止合金的晶間腐蝕；因此，將鈮含量控制在0.5～1.0％。

22、本發(fā)明通過fe-co合金粉末成分優(yōu)化設計，可將fe-co合金粉末的吸波性能維持在500℃以上，并具有較好的抗高溫氧化性能，提高了鐵基軟磁雷達波吸收劑在500℃以上的使用壽命；fe-co合金粉末的吸波性能可達到下面要求：

23、粉末原始電磁參數(shù)：在50％體積填充比時，2ghz：ε′＝10～40，ε〞≤5，μ′≥3.5，μ〞≥1.4；8ghz：ε′＝10～40，ε〞≤5，

24、μ′≥1.9，μ〞≥1.5；

25、粉末耐熱性能：在500℃空氣中保溫1h后，測試電磁參數(shù)，應滿足在50％體積填充比時，2ghz：ε′＝5～40，ε〞≤5，μ′≥3.0，μ〞≥1.2；8ghz：ε′＝5～40，ε〞≤5，μ′≥1.6，μ〞≥1.2；按sj20512～1995《微波大損耗固體材料復介電常數(shù)和復磁導率測試方法》測試。

26、本發(fā)明的fe-co軟磁合金吸波粉末的制備方法，制成的fe-co合金粉末的顆粒規(guī)則且呈圓球狀粉末，提高fe-co合金粉末的磁導率、電阻率和耐高溫氧化性能，進而提高fe-co合金粉末的吸波性能，且制備方法簡單。