一种稀土RE-Mn-Al合金磁性吸波材料及其制备方法与应用技术

技术编号:15063364 阅读:118 留言:0更新日期:2017-04-06 12:13
本发明专利技术公开了一种稀土RE-Mn-Al合金磁性吸波材料及其制备方法与应用,所述合金组分及原子百分比为:4~8%RE、30~35%Mn、60~63%Al,其中RE为稀土元素Y、La、Ce、Pr、Dy、Er至少一种;所述制备方法包括以下步骤:1)配料;2)熔炼;3)均匀化热处理;4)粗碎;5)球磨;6)回火热处理。稀土RE-Mn-Al合金磁性吸波材料具有密度小,在2~18GHz微波波段内有较好的微波吸收特性,吸收频带宽,抗氧化性、耐腐蚀性和温度稳定性较好,而且不含Co、Ni等战略金属元素、稀土含量较低、制备工艺简单、Mn和Al原材料丰富和价格较低等特点。本发明专利技术的稀土RE-Mn-Al合金磁性吸波材料更适用于制备具有吸收频带宽、吸波效率高、材料密度小、抗氧化和耐腐蚀性好、热稳定性好和成本低的微波吸收产品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微波材料领域,涉及磁性吸波材料,具体是一种稀土RE-Mn-Al合金磁性吸波材料及其制备方法与应用
技术介绍
微波电磁技术的应用给社会创造了物质文明,同时也把人们带进一个充满电磁辐射的环境里[1、2]。为了解决电磁辐射带来的危害,人们进行了大量的研究工作。其中在微波波段内(特别在2-18GHz频段内)采用磁性吸波材料来吸收电磁波,可以很好抑制电磁波的辐射和干扰。如将磁性吸波材料涂在电视、音响、VCD机、电脑、游戏机、微波炉、移动电话表面上,可以使电磁波泄露降到安全限值以下(小于38微瓦/每平方厘米),确保人体健康。将其应用于高功率雷达、微波医疗器、微波破碎机,能保护操作人员免受电磁波辐射的伤害。将吸波材料应用于建筑材料中,可解决高大的建筑反射电磁波造成重影的问题。而磁性吸波材料制作的微波暗室可广泛地应用于雷达、通信和航空航天领域。此外,磁性吸波材料在改善机载、航载雷达设备的兼容性,提高整机性能等方面也有着广阔的应用空间[3]。在各种雷达目标的表面,涂覆磁性吸波材料用以减少武器系统的有效反射截面,从而使这些武器易于突破敌方雷达的防区[4、5]。目前已开发的磁性吸波材料主要有铁氧体磁性吸波材料、微、超微磁性金属及合金粉末磁性吸波材料、多晶铁纤维磁性吸波材料、纳米磁性吸波材料和稀土金属间化合物磁性吸波材料。铁氧体是铁元素与氧元素化合形成的各类型化合物,属亚铁磁性材料,吸波性能来源于亚铁磁性及介电性能,其相对磁导率和相对介电常数均呈复数形式,它既能产生介电损耗又能产生磁损耗,是目前使用最多的一种磁性吸波材料[6-11]。但是铁氧体有饱和磁化强度低、密度大(密度约为4.7g/cm2)、热稳定性和耐腐蚀性差等缺点,限制了其在特定环境中的广泛应用[12、13]。微、超微粉是指粒度在10μm甚至1μm以下的粉末。由于粒子的细化使组成粒子的原子数大大减少,活性大大增加,使电磁能转化为热能,且具有铁磁性的微、超微磁性金属及合金粉末具有高效吸波性能[3]。但目前在实际应用中,微、超微磁性金属及合金粉末在低频段磁导率低,抗氧化和耐酸碱能力差,相对来说,密度偏大(约7.8g/cm2)[12]。多晶铁纤维磁性吸波材料包括Fe、Co、Ni及其合金纤维磁性吸波材料,具有质量轻、频带宽和斜入射性能好的优点,但由于纤维的长度、形状因子、电导率和取向等都明显影响它的吸波性能,所制备的吸波材料稳定性差,因此制作具有实用价值的纤维吸波材料还有待进一步研究[14-17]。纳米磁性吸波材料是指材料特征尺寸在10~100nm的吸波材料。纳米磁性粒子在10~100nm时,多磁畴结构转变为单磁畴结构,具有极大的矫顽力,可引起较大的磁滞损耗。又由于纳米材料的特殊结构引起的表面效应、粒子尺寸效应及隧道效应等,导致它产生许多不同于常规材料的特异性能。因此,它具有常规材料所不具有的特殊电磁波耗散机制,有望制成具有频带宽、兼容性好、质量小和厚度薄等特点的吸波材料,是一种非常有发展前途的微波吸收材料[18]。至今,纳米磁性吸波材料主要有:纳米金属和合金、纳米铁氧体、纳米金属氧化物混合物、永磁/软磁纳米复合粉、纳米晶薄膜等[19-25]。但目前纳米材料作为吸波材料存在的主要问题有:纳米材料的吸收机理不够清楚,纳米材料电磁参数的表征存在困难,纳米材料设计方法还未掌握[26]。稀土金属间化合物磁性吸波材料是近几年开始研究的,在2~8GHz波段有强的微波吸收性能[27-32]。但至今研究开发的稀土金属间化合物磁性吸波材料存在密度大(约7.3g/cm2)、稀土含量高、易腐蚀、温度稳定性差等缺点,所以,在实际应用中会受到一定限制。吸收频带宽、吸波效率高、材料密度小、抗氧化和耐腐蚀性好、热稳定性好、原材料丰富、制备工艺容易掌握和生产成本低是磁性吸波材料发展方向,随着研究开发工作的深入化,难度会越来越大,但市场对性能好价格低的磁性吸波材料又是迫切需要的,开发物美价廉的磁性吸波材料一直是当今各国材料研究工作者的研究热点。参考文献:[1]王生浩,文峰,郝万军,曹阳.电磁污染及电磁辐射防护材料[J].环境科学与技术,2006,29(12):96~98;[2]窦燕,王德文,张闽峰.电磁辐射对心脏影响的研究进展[J].现代预防医学,2009,36(6):1044~1046;[3]余声明.磁性吸波材料与应用[J].国际电子变压器,2009,11:97~102;[4]张健,张文彦,奚正平.隐身吸波材料的研究进展[J].稀有金属材料与工程,2008,37(4):504~508;[5]唐恩凌,王崇.纳米雷达隐身吸波材料[J].飞航导弹,2009,3:57~59;[6]FanninPC,MarinCN,MalaescuI,StefuN,VlazanP,NovaconiS,SfirloagaP,PopescuS.Microwaveabsorbentpropertiesofnanosizedcobaltferritepowderspreparedbycoprecipitationandsubjectedtodifferentthermaltreatments[J].MaterialsandDesign,2011,32(3):1600-1604;[7]KimJH,KimSS.MicrowaveabsorbingpropertiesofAg-coatedNi-Znferritemicrospherespreparedbyelectrolessplating[J].JournalofAlloysandCompounds,2011,509(12):4399-4403;[8]MeenaRS,BhattachryaS,ChatterjeeR.Complexpermittivity,permeabilityandwidebandmicrowaveabsorbingpropertyofLa3+substitutedU-typehexaferrite[J].JournalofMagnetismandMagneticMaterials,2010,322(14):1923-1928;[9]MeenaRS,BhattachryaS,ChatterjeeR.Complexpermittivity,permeabilityandmicrowaveabsorbingpropertiesof(Mn2-xZnx)U-typehexaferrite[J].JournalofMagnetismandMagneticMaterials,2010,322(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稀土RE‑Mn‑Al合金磁性吸波材料,其特征在于,所述合金组分及原子百分比为:4~8%RE、30~35%Mn、60~63%Al,其中RE为稀土元素Y、La、Ce、Pr、Dy、Er至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种稀土RE-Mn-Al合金磁性吸波材料,其特征在于,所述合金组分及原子百分比为:
4~8%RE、30~35%Mn、60~63%Al,其中RE为稀土元素Y、La、Ce、Pr、Dy、Er至少一种。
2.一种稀土RE-Mn-Al合金磁性吸波材料制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以
下步骤:
1)配料:以RE、Mn、Al金属为原料,以RE4~8Mn30~35Al60~63分子式的化学计量比为基准配
料;
2)熔炼:在氩气保护下进行熔炼;
3)均匀化热处理:将熔炼好的铸锭在真空或氩气保护下在900℃~1100℃温度下进行
均匀化处理;
4)粗碎:将得到的合金锭破碎成粗粉;
5)球磨:对粗粉进行球磨;
6)回火热处理:对球磨后的粉体在100~500℃温度下回火热处理,得到稀土RE-Mn-Al
合金磁性吸波材料。
3.根据权利要求2所述的稀土RE-Mn-Al合金磁性吸波材料制备方法,其特征在于,所述
RE、Mn、Al金属纯度≥99.50%。
4.根据权利要求2所述的稀土RE-Mn-Al合金磁性吸波材料制备方法,其特征在于,步骤
1)中,以RE...

【专利技术属性】
技术研发人员:林培豪王振中潘顺康成丽春饶光辉周怀营乔自强
申请(专利权)人:桂林电子科技大学
类型:发明
国别省市:广西;45

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