一种Z‑型铁氧体片状粉体/PVDF吸波复合材料及其制备方法，将PVDF粉体加入到丙酮中，溶解后得到PVDF溶液，然后加入在(001)方向具有取向的Ba3Co2Fe24O41片状粉体，混合均匀，得到复合浆料；将复合浆料流延，得到Z‑型铁氧体片状粉体/PVDF吸波复合材料。本发明专利技术采用流延工艺，物料分散均匀而且膜的厚度均一，并且制备所用的流延浆料无毒性，不会对人体造成伤害。本发明专利技术设备简单，工艺稳定，可连续操作，生产效率高，可实现高度自动化，降低了成本，材料致密性和均匀性良好，并且制备方法简单。
A Z ferrite flake powder /PVDF absorbing composite material and preparation method thereof
A Z ferrite flake powder /PVDF absorbing composite material and its preparation method, PVDF powder added to acetone, dissolved to obtain PVDF solution, then add in (001) direction is oriented Ba
【技术实现步骤摘要】
一种Z-型铁氧体片状粉体/PVDF吸波复合材料及其制备方法
本专利技术属于材料科学领域，涉及一种Z-型铁氧体片状粉体/PVDF吸波复合材料及其制备方法。
技术介绍
随着电子技术、雷达和通信技术的迅速发展，电磁波辐射已成为继噪声污染、大气污染、水污染、固体废物污染之后的又一大公害。电磁波辐射产生的电磁干扰(EMI)不仅会影响各种电子设备的正常运行，而且对人类的身体健康也有危害。因此，开发性能良好的电磁波防护材料、进化电磁环境具有非常迫切的科学意义和现实需要。传统吸波材料具有吸波能力弱、密度大、吸波频带窄等缺点，无法满足新型吸波材料“薄、轻、宽、强”的要求。因此，对传统吸波材料改进优化的同时，竭力探索新型复合材料是目前吸波材料研究的焦点。复合化是现代材料发展的趋势通过多种材料功能的复合实现性能互补和优化可望制备性能优异的材料无机磁粉-聚合物复合膜材料是聚合物基磁性复合材料研究和应用的形式之一主要就是将铁氧体和稀土类永磁磁粉与树脂等聚合物基体复合采取物理或化学手段制成膜。吸波材料需要满足两个原则：阻抗匹配，电磁波入射到材料表面时能最大程度的进入材料内部；衰减特性，进入材料的电磁波需要迅速有效的衰减。铁氧体是研究应用较为广泛的一种，无机磁粉与有机物的复合相关的研究已经很多，其单一的铁氧体的反射损耗小、频带宽度窄，为了改进其吸波性能，主要采取的方法是化学复合法(有两种或两种以上的铁氧体或者是铁氧体与导电体复合)，其制备工艺复杂，复合过程中容易出现化学反应，界面效应复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种Z-型铁氧体片状粉体/PVDF吸波复合材料及其制备方法，并且制得的吸波材料由于界面效应和阻抗优化，该复合吸波材料具有优良的吸波性能，最大反射损耗达-31.03dB，并且制备工艺简单。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种Z-型铁氧体片状粉体/PVDF吸波复合材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将PVDF粉体加入到丙酮中，溶解后得到PVDF溶液，然后加入在(001)方向具有取向的Ba3Co2Fe24O41片状粉体，混合均匀，得到复合浆料；其中，按质量百分比计，在(001)方向具有取向的Ba3Co2Fe24O41片状粉体与PVDF粉体的质量比为(5％～20％)：(80％～95％)；步骤2：将复合浆料流延，得到Z-型铁氧体片状粉体/PVDF吸波复合材料。本专利技术的进一步的改进在于，丙酮的温度为40～50℃。本专利技术的进一步的改进在于，PVDF粉体与丙酮的质量比为1:4。本专利技术的进一步的改进在于，流延时流延刮刀的高度200-250μm。本专利技术的进一步的改进在于，(001)方向具有取向的Ba3Co2Fe24O41片状粉体通过以下过程制备：步骤1：将按照BaFe12O19中的摩尔配比分别称取BaCO3、Fe2O3以及熔盐球磨混合均匀，然后在1150～1200℃下保温2～4h，得到BaFe12O19前驱体；步骤2：将Fe2O3和BaCl2.2H2O混合，然后加入BaFe12O19前驱体，球磨混合均匀后，在1200～1250℃下保温6～10h，得到在(001)方向具有取向的BaFe12O19片状粉体，记为(001)BaFe12O19片状粉体；其中，BaFe12O19前驱体的质量是Fe2O3和BaCl2.2H2O总质量的5～10％；BaCl2.2H2O的加入量为Fe2O3质量的2～3倍；步骤3：将随机Ba2Co2Fe12O22粉体与(001)BaFe12O19片状粉体按照摩尔比为1:1混合，同时加入熔盐，搅拌混合均匀，在1250～1300℃，保温6～10h，得到在(001)方向具有取向的Ba3Co2Fe24O41片状粉体，记为(001)Ba3Co2Fe24O41片状粉体。本专利技术的进一步的改进在于，步骤1中熔盐为NaCl，NaCl的质量是BaCO3与Fe2O3总质量的1～2倍。本专利技术的进一步的改进在于，步骤3中熔盐为NaCl，NaCl的质量是随机Ba2Co2Fe12O22粉体与(001)BaFe12O19片状粉体总质量的1～2倍。本专利技术的进一步的改进在于，随机Ba2Co2Fe12O22粉体通过以下方法制备：按化学式式将Ba2Co2Fe12O22分析纯的CoO、BaCO3、Fe2O3配制后通过球磨20～24h混合均匀，然后烘干，过筛，压块，再经1230～1270℃预烧3～6小时，得到块状固体，然后将块状固体粉碎后过120目筛得到Ba2Co2Fe12O22粉体。一种Z-型铁氧体片状粉体/PVDF吸波复合材料，其特征在于，该复合材料的化学表达式为x(001)Ba3Co2Fe24O41/(1-x)PVDF，其中x为(001)Ba3Co2Fe24O41片状的质量百分数，且5％≤x≤20％。与现有技术相比，本专利技术采用六角铁氧体Ba3Co2Fe24O41作为吸波材料，而且片状形貌的吸波性能相比于颗粒状更加优异，同时PVDF不仅仅作为透波材料，而且还是一种介电材料，能够提供介电损耗，使得复合材料既具有磁损耗，又具有介电损耗，满足阻抗匹配，达到优异的吸波效果。本专利技术首先通过熔盐法制备了(001)Ba3Co2Fe24O41片状粉体，然后通过有机物溶解PVDF粉体后机械混合进行两项复合，其中，x为(001)Ba3Co2Fe24O41片状粉体的质量百分数，且5％≤x≤35％，流延成型后，制得吸波性能优异的(001)Ba3Co2Fe24O41片状粉体填充PVDF基体的吸波材料。本专利技术采用流延工艺，物料分散均匀而且膜的厚度均一，并且制备所用的流延浆料无毒性，不会对人体造成伤害。本专利技术设备简单，工艺稳定，可连续操作，生产效率高，可实现高度自动化，降低了成本，材料致密性和均匀性良好，并且制备方法简单。本专利技术制得的流延厚膜的均匀性较好，使片状粉体均匀的平铺在流延膜带上。当(001)Ba3Co2Fe24O41片状粉体的质量分数为20％，质量分数为80％时，饱和磁化强度为7.15emu/g，剩余磁化强度为1.57emu/g，吸波性能最好，最大吸收可达到-21.2dB，-10dB以下的吸收频带宽度为4GHz。进一步的，本专利技术中采用熔盐法制备片状Ba3Co2Fe24O41，利于后期通过流延法制备x(001)Ba3Co2Fe24O41/(1-x)PVDF吸波材料，此方法制备的吸波材料分散性好，厚度均匀，致密性好并且可大规模生成。附图说明图1为熔盐法制备的(001)Ba3Co2Fe24O41片状粉体，1300℃烧结所得的XRD图。图2为当Ba3Co2Fe24O41的质量百分比为5％，PVDF质量百分比为95％时，流延所得复合材料的SEM图。图3为当Ba3Co2Fe24O41的质量百分比为20％，PVDF质量百分比为80％时，流延所得复合材料的SEM图。图4为当Ba3Co2Fe24O41的质量百分比为5％，PVDF质量百分比为95％时，流延所得复合材料的磁滞回线。图5为当Ba3Co2Fe24O41的质量百分比为20％，PVDF质量百分比为80％时，流延所得复合材料的磁滞回线。图6为当Ba3Co2Fe24O41的质量百分比为5％，PVDF质量百分比为95％，厚度为2mm时，流延所得复合材料的反射损耗图。图7为当Ba3Co2Fe24O41的质量百分比为5％，PV本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Z‑型铁氧体片状粉体/PVDF吸波复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将PVDF粉体加入到丙酮中，溶解后得到PVDF溶液，然后加入在(001)方向具有取向的Ba
【技术特征摘要】
1.一种Z-型铁氧体片状粉体/PVDF吸波复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将PVDF粉体加入到丙酮中，溶解后得到PVDF溶液，然后加入在(001)方向具有取向的Ba3Co2Fe24O41片状粉体，混合均匀，得到复合浆料；其中，按质量百分比计，在(001)方向具有取向的Ba3Co2Fe24O41片状粉体与PVDF粉体的质量比为(5％～20％)：(80％～95％)；步骤2：将复合浆料流延，得到Z-型铁氧体片状粉体/PVDF吸波复合材料。2.根据权利要求1所述的一种Z-型铁氧体片状粉体/PVDF吸波复合材料的制备方法，其特征在于，丙酮的温度为40～50℃。3.根据权利要求1所述的一种Z-型铁氧体片状粉体/PVDF吸波复合材料的制备方法，其特征在于，PVDF粉体与丙酮的质量比为1:4。4.根据权利要求1所述的一种Z-型铁氧体片状粉体/PVDF吸波复合材料的制备方法，其特征在于，流延时流延刮刀的高度200-250μm。5.根据权利要求1所述的一种Z-型铁氧体片状粉体/PVDF吸波复合材料的制备方法，其特征在于，(001)方向具有取向的Ba3Co2Fe24O41片状粉体通过以下过程制备：步骤1：将按照BaFe12O19中的摩尔配比分别称取BaCO3、Fe2O3以及熔盐球磨混合均匀，然后在1150～1200℃下保温2～4h，得到BaFe12O19前驱体；步骤2：将Fe2O3和BaCl2·2H2O混合，然后加入BaFe12O19前驱体，球磨混合均匀后，在1200～1250℃下保温6～10h，得到在(001)方向具有取向的BaFe12O19片状粉体，记为(001)BaFe12O19片状粉体；其中，BaFe12O19前驱体的质量是...
【专利技术属性】
技术研发人员：林营，刘潇，戴菁菁，杨海波，韩宁，王幸，孙雨佳，高淑雅，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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