一种吸波剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种吸波剂及其制备方法，该方法包括以下步骤：对铁硅铝合金颗粒进行球磨，得到铁硅铝合金的球磨粉；在溶剂中加入偶联剂和硬脂酸钙的混合物，调节pH，形成混合液；以及在混合液中加入铁硅铝合金的球磨粉，搅拌，清洗，烘干，得到吸波剂。通过本发明专利技术的方法制备的吸波剂，在低频段内吸波效果显著，并且有效提高了吸波频宽。

A microwave absorbent and its preparation method

The invention provides a microwave absorbent and a preparation method. The method comprises the following steps: ball milling of iron-silicon-aluminum alloy particles to obtain iron-silicon-aluminum alloy ball-milling powder; adding a mixture of coupling agent and calcium stearate into the solvent to adjust pH and form a mixture; and adding iron-silicon-aluminum alloy ball-milling powder into the mixture, stirring, cleaning and drying to obtain microwave absorbent. The absorbent prepared by the method of the invention has remarkable absorbing effect in the low frequency band and effectively improves the absorbing bandwidth.

【技术实现步骤摘要】
一种吸波剂及其制备方法
本专利技术涉及吸波材料，更具体地，涉及一种吸波剂及其制备方法。
技术介绍
国内外生物学、医学等方面的研究表明，处于0.5-3GHz频段内的电磁辐射通过热效应、非热效应及累积效应等，可对人体造成生物损伤。日常生活中对人体健康造成影响的电磁污染主要有电视广播的发射系统、射频及微波治疗设备、微波炉等，这些设备的使用频率均处于1-4GHz低频波段。另外，频率为1-3GHz内的电磁波通讯所产生的电磁波干扰问题也日益严重，如造成广播与电视信号无法正常接收；计算机等电子设备工作时产生的电磁辐射因可以再现原始信息，从而可能导致重要信息的泄露。因此提高该频段吸波材料的性能，日益成为人们研究的重点。为了探索低频吸波剂，使其应用到更广泛的领域，目前对低频吸波性能有一些探索和研究。例如，现有技术中公开了一种复合电磁吸波材料的制备方法，其以羰基铁粉和纳米BaTiO3为原料，依次通过高能球磨法，热处理表面氧化处理，与纳米BaTiO3机械混合，制得复合粉体，但该工艺是高能球磨法，在工业生产中效率低，对设备要求高，工艺步骤繁琐，吸波性能也不佳，尤其是低频段的吸波性能较差且频带窄。因此，急需设计一种在低频段内具有吸波频带宽、吸波性能好的吸波材料。
技术实现思路
为了解决以上问题，本专利技术通过对铁硅铝合金粉进行处理，即，通过球磨工艺改变铁硅铝合金粉的表面形貌，将铁硅铝合金粉原料由球形结构变成具有各向异性的片状结构，有利于提高磁导率和自然共振频率，从而提高其吸波性能；同时还通过对铁硅铝合金的球磨粉进行表面处理，使其表面形成一层均匀、致密的有机物薄膜层，从而降低吸波剂的介电常数，改善吸波剂的阻抗匹配，进一步提升该吸波剂在低频段的吸波性能，突破吸波材料存在的“低频”瓶颈。本专利技术提供了一种制备吸波剂的方法，包括以下步骤：对铁硅铝合金颗粒进行球磨，得到铁硅铝合金的球磨粉；在溶剂中加入偶联剂和硬脂酸钙的混合物，调节pH，形成混合液；以及在所述混合液中加入所述铁硅铝合金的球磨粉，搅拌，清洗，烘干，得到吸波剂。在上述方法中，所述对所述铁硅铝合金颗粒进行所述球磨的步骤包括：将所述铁硅铝合金颗粒与无水乙醇混合，采用湿磨进行所述球磨。在上述方法中，所述球磨的转速为300-450r/min，所述球磨的时间为12-18h。在上述方法中，所述铁硅铝合金颗粒与所述无水乙醇的质量比为1-3:3-4。在上述方法中，所述铁硅铝合金的球磨粉的厚度为0.5～1.5μm。在上述方法中，采用玛瑙珠进行所述球磨，其中，所述玛瑙珠包括大玛瑙珠、中玛瑙珠、小玛瑙珠三种，且大、中、小三种玛瑙珠的质量比为2-5:25-40:50-70。在上述方法中，所述玛瑙珠与所述铁硅铝合金颗粒的质量比为：8-15:0.5-1.5。在上述方法中，在所述球磨完成后取出浆料，在40-80℃加热烘干5-8h，得到所述铁硅铝合金的球磨粉。在上述方法中，所述偶联剂包括硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂包括KH550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、A-1120(γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷)和A-1130(三氨基硅烷)中的一种或多种。在上述方法中，所述调节pH将pH值调节为4-6。在上述方法中，所述偶联剂、所述硬脂酸钙和所述铁硅铝合金的球磨粉的质量比为20-50:4-10:40-60。在上述方法中，所述搅拌，清洗，烘干的步骤包括：在40-60℃的水浴锅中机械搅拌4-8h，之后将磁性物质吸附烧杯底部，倒出上清液，重新清洗3-5次，在40-80℃加热烘干5-8h烘干。本专利技术还提供了一种根据以上方法制备的吸波剂。通过本专利技术的方法制备的吸波剂，通过控制铁硅铝合金粉的形貌，提高了其吸波性能，使其低频效果显著；并且通过在该吸波颗粒表面形成一层均匀、致密的有机物薄膜层，提高了吸波频宽。该方法成本低廉、工艺简单，制取的低频吸波合金粉吸波频带宽、低频吸波性能好。具体实施方式下面的实施例可以使本领域技术人员更全面地理解本专利技术，但不以任何方式限制本专利技术。本专利技术通过控制球磨转速、球磨时间及球磨中的铁硅铝合金颗粒(即，铁硅铝合金球粉)和无水乙醇的比例，从而控制铁硅铝合金粉的形貌，使得铁硅铝合金粉最终能稳定获得厚度为0.5～1.5μm左右的薄片。这种具有高宽厚比的片状结构，实现了硅铝合金粉表面的各向异性特性，有效抑制涡流效应，提高磁导率，从而提升吸波性能，使其低频效果显著；再通过在pH值为4-6时将铁硅铝合金的球磨粉加入到偶联剂和硬脂酸钙的混合液中均匀搅拌，使铁硅铝合金的球磨粉颗粒表面形成一层均匀、致密的有机物薄膜层，降低吸波剂的介电常数，改善吸波剂的阻抗匹配，从而提高其吸波频宽；当pH太高(高于6)时，不易在铁硅铝合金的球磨粉的颗粒表面形成的有机物薄膜层，当pH太低(低于4)时，则不易在其表面形成有机物薄膜层。此外，采用湿磨的方式进行球磨，使得球磨的效率高，并且球磨出的颗粒均匀；球磨中的玛瑙珠与铁硅铝合金的质量比为：8-15:0.5-1.5，并且玛瑙珠由直径分别为10mm、6mm、3mm的大、中、小三种玛瑙珠组成，并且大、中、小三种玛瑙珠的质量比为2-5:25-40:50-70，该配比以及组成使得玛瑙珠易于粉碎铁硅铝合金粉，在提高铁硅铝合金粉球磨的精度的同时可缩短处理时间。本专利技术提供了一种吸波剂及其制备方法，该方法包括以下步骤：在300-400份的无水乙醇中加入100-300份的铁硅铝合金颗粒，搅拌均匀后放入到卧式行星式球磨机中球磨(即，在球磨罐中进行湿磨)，球磨的转速为300-450r/min，球磨的时间为12-18h；其中，球磨中使用的玛瑙珠与铁硅铝合金颗粒的质量比为8-15:0.5-1.5，玛瑙珠是由直径10mm、6mm、3mm的大、中、小三种玛瑙珠组成，大、中、小三种玛瑙珠的质量比为2-5:25-40:50-70。球磨完成后取出浆料，在40-80℃下烘干5-8h，得到厚度为0.5～1.5μm左右的铁硅铝合金的球磨粉。将20-50份的偶联剂和4-10份的硬脂酸钙混合均匀，之后加入到无水乙醇、异丙醇和/或甲醇溶液(该溶液能够溶解溶质即可)中，之后通过添加醋酸和/或质量分数低于20％的稀盐酸调节pH值至4-6，形成混合液；再将40-60份铁硅铝合金的球磨粉加入到上述混合液中，在40-60℃的水浴锅中机械搅拌4-8h，待固体(磁性物质)沉降到烧杯底部，倒出上清液，将固体水洗3-5次，在40-80℃下烘干5-8h，即可得到吸波剂(即，处理之后的铁硅铝合金粉)；其中，偶联剂包括硅烷偶联剂，硅烷偶联剂包括但不限于KH550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、A-1120(γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷)和A-1130(三氨基硅烷)。实施例1在300份的无水乙醇中加入100份的铁硅铝合金颗粒，搅拌均匀后放入到卧式行星式球磨机中球磨(即，在球磨罐中进行湿磨)，球磨的转速为400r/min，球磨的时间为15h；其中，球磨中使用的玛瑙珠与铁硅铝合金颗粒的质量比为8:1，玛瑙珠是由直径10mm、6mm、3mm的大、中、小三种玛瑙珠组成，大、中、小三种玛瑙珠的质量比为3:35:60。球磨完成后取出浆料，在60℃下加热烘干7h，得到厚度为1μm左右的铁硅铝合金的球磨粉。将30份的偶联剂KH550和7份的硬脂酸钙混合均匀，之后加入到无水乙醇溶液中，之后通过添本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备吸波剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：对铁硅铝合金颗粒进行球磨，得到铁硅铝合金的球磨粉；在溶剂中加入偶联剂和硬脂酸钙的混合物，调节pH，形成混合液；以及在所述混合液中加入所述铁硅铝合金的球磨粉，搅拌，清洗，烘干，得到吸波剂。

【技术特征摘要】
1.一种制备吸波剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：对铁硅铝合金颗粒进行球磨，得到铁硅铝合金的球磨粉；在溶剂中加入偶联剂和硬脂酸钙的混合物，调节pH，形成混合液；以及在所述混合液中加入所述铁硅铝合金的球磨粉，搅拌，清洗，烘干，得到吸波剂。2.根据权利要求1所述的制备吸波剂的方法，其特征在于，所述对所述铁硅铝合金颗粒进行所述球磨的步骤包括：将所述铁硅铝合金颗粒与无水乙醇混合，采用湿磨进行所述球磨。3.根据权利要求2所述的制备吸波剂的方法，其特征在于，所述球磨的转速为300-450r/min，所述球磨的时间为12-18h。4.根据权利要求2所述的制备吸波剂的方法，其特征在于，所述铁硅铝合金颗粒与所述无水乙醇的质量比为1-3:3-4。5.根据权利要求1所述的制备吸波剂的方法，其特征在于，所述铁硅铝合金的球磨粉的厚度为0.5～1.5μm。6.根据权利要求1所述的制备吸波剂的方法，其特征在于，采用玛瑙珠进行所述球磨，其中，所述玛瑙珠包括大玛瑙珠、中玛瑙珠、小玛瑙珠三种，且大、中、小三种玛瑙珠的质量比为2-5:25-40:50-70。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：洛阳尖端技术研究院，洛阳尖端装备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41