一种在吸波材料表面包覆磁性金属薄膜的方法技术

本发明专利技术申请属于材料改性技术领域，具体公开了一种在吸波材料表面包覆磁性金属薄膜的方法，通过镀液A和镀液B完成包覆过程，通过化学镀的方式包覆磁性金属薄膜，所述化学镀包括以下步骤：(1)调节镀液B的pH值至10～12，将镀液B加热至75～95℃；(2)将待包覆材料加入镀液B中，加入过程中对镀液B搅拌，搅拌速度为150～250r/min；(3)保持搅拌，将镀液A滴加入镀液B中，镀液A的滴加速度为20～45d/min，滴加完毕后，抽滤得到改性后湿粉。本方法能够在吸波材料表面包覆连续性、致密性和均匀性均较佳的磁性金属薄膜。

A method of coating magnetic metal film on absorbing material

The invention belongs to the technical field of material modification, in particular to a method for coating a magnetic metal film on the surface of a wave absorbing material. The coating process is completed by plating solution a and plating solution B, and the magnetic metal film is coated by chemical plating. The chemical plating includes the following steps: (1) adjusting the pH value of plating solution B to 10-12, heating the plating solution B to 75-95 \u2103; (2) coating the material to be coated Add the solution B, and stir the solution B during the adding process, with the stirring speed of 150-250r / min; (3) keep stirring, and add the solution a drop into the solution B, with the acceleration of 20-45d / min. after the dropping, the modified wet powder can be obtained by suction filtration. The magnetic metal film with good continuity, density and uniformity can be coated on the surface of the absorbing material.

【技术实现步骤摘要】
一种在吸波材料表面包覆磁性金属薄膜的方法
本专利技术申请属于材料改性
，具体公开了一种在吸波材料表面包覆磁性金属薄膜的方法。
技术介绍
随着现代科学技术的发展，电磁波污染愈发严重，例如在机场，飞机航班会因电磁波干扰而无法起飞；在医院，电子诊疗仪器会因移动电话干扰而无法正常工作，所以寻找一种能够有效吸收入射电磁波，并且减少电磁波反射的功能材料(即吸波材料)受到研究者的广泛关注。目前，吸波材料正朝着改性的方向发展，所谓改性就是将一种或者多种材料与吸波材料复合，以达到弥补吸波材料缺陷，或者使吸波材料发挥更加优异的电磁吸波性能的目的。例如，在吸波材料表面包覆一层磁性金属层，形成具有核-壳结构的复合吸波材料。现有包覆方法有液相化学还原、化学气相沉积、溶胶-凝胶、化学钝化、化学镀、有机包覆和球磨等方法，包覆方法很多，但是这些方法均存在不稳定、工艺条件、工艺过程粗糙，所获得包覆层连续性、致密性及均匀性均较差的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在吸波材料表面包覆磁性金属薄膜的方法，以解决采用现有包覆方法包覆的磁性金属薄膜的连续性、致密性和均匀性均较差的问题。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案为：一种在吸波材料表面包覆磁性金属薄膜的方法，通过镀液A和镀液B完成包覆过程，其中镀液B含有磁性金属离子；镀液A用于将磁性金属离子还原为磁性金属单质；通过化学镀的方式包覆磁性金属薄膜，所述化学镀包括以下步骤：(1)调节镀液B的pH值至10～12，将镀液B加热至75～95℃；(2)将待包覆材料加入镀液B中，加入过程中对镀液B搅拌，搅拌速度为150～250r/min；(3)保持搅拌，将镀液A滴加入镀液B中，镀液A的滴加速度为20～45d/min，滴加完毕后，抽滤得到改性后湿粉。本技术方案的工作原理和有益效果在于：(1)现有的球磨包覆方法是采用物理方法将磁性金属薄膜包覆在吸波材料表面，包覆后的磁性金属薄膜的均匀性较差，并且在碰撞过程中非常容易脱落。同样，现有化学镀包覆方法工艺较为粗糙，经常存在镀不上，或者存在包覆后磁性金属薄膜的均匀性较差的问题。本方法控制化学镀的方式(滴加式)，并同时较为精确的控制镀液B的pH值、镀液B的温度、镀液B的搅拌速度，以及镀液A的滴加速度，在待包覆材料表面包覆连续、致密和均匀的磁性金属薄膜。(2)本方法适用于在批量粉体表面的慢速化学镀，适用于在微纳米粉体表面包覆磁性金属镀膜。(3)本方法通过控制化学镀的时间，或者反复重复化学镀步骤，就能够在待包覆材料表面包覆厚度可控的磁性金属薄膜，并且不会改变待包覆材料原本的形貌。(4)本方法的化学镀工艺过程更加细致，镀液B的反应过程稳定，步骤易于操作，便于实现连续化生产。进一步，所述化学镀之前需要进行以下预处理步骤：②酸洗粗化：将吸波材料加入酸液中进行搅拌，搅拌1～3min后，抽滤；②中和：向步骤①得到的湿粉上滴加碱液，待湿粉表面无气泡产生时，用去离子水洗涤至中性，抽滤得到中和后湿粉。预处理步骤的有益效果在于：一方面，酸洗粗化后的待包覆材料表面微观粗糙，与磁性金属薄膜的结合能力强；另一方面，酸洗粗化能够除去待包覆材料表面的氧化物和有机物分散质，提高待包覆材料的电磁吸波性能。在步骤①中，本技术方案将酸洗粗化时间控制在1～3min，不但不能给保证羰基铁粉粒子与盐酸的充分接触，还能够防止盐酸与羰基铁粉粒子的接触时间过长，盐酸造成羰基铁粉的表面腐蚀的问题。进一步，步骤②后还需要进行以下预处理步骤：③活化：将中和后湿粉浸泡在含Pd2+的活化液中，浸泡5-15min后，抽滤；④还原：将步骤③得到的湿粉浸泡在还原液中，以除去湿粉表面的含Pd2+活化液，浸泡1～3min后，抽滤得到还原后湿粉。本技术方法中用到的Pd为金属元素钯。本技术方案中所称的还原后湿粉与待包覆材料等同。步骤③活化的作用是在吸波材料表面引入活性Pd2+离子，激活吸波材料表面的氧化还原反应(还原液与Pd2+的反应)，本技术方案将浸泡时间控制在5-15min内，不但能够保证中和后湿粉粒子的外表面还未有活化液充分接触，为均匀的包覆磁性金属薄膜打下基础，还能够防止浸泡时间过长，造成中和后湿粉表面腐蚀，以及会使中和后湿粉的表面附着太多的Pd2+，导致还原液不能完全还原中和后湿粉的表面的Pd2+，从而将Pd2+引入化学镀步骤中，引发其他的副反应，还会影响镀速的问题。步骤④还原的作用是除去步骤③得到的湿粉表面的Pd2+，防止Pd2+加入镀液B中，导致镀液B提前分解，并使步骤③得到的湿粉表面附着一层还原液，使加入镀液B中的还原后湿粉表面快速包覆一层致密的磁性金属薄膜。进一步，所述步骤③活化中，中和后湿粉和活化液的体积比为0.5～1:1～3。在该体积比下，中和后湿粉粒子的外表面与活化液能够充分接触，为均匀的包覆磁性金属薄膜打下坚实的基础。进一步，所述还原液为硼氢化钠溶液；所述镀液A为次亚磷酸钠溶液。一方面，硼氢化钠能够快速与Pd2+反应，使还原后湿粉表面快速包覆一层致密的磁性金属薄膜，另一方面，硼氢化钠的还原性要强于次亚磷酸钠，两种物质的还原性差异，能够在还原后湿粉表面快速包覆一层致密的磁性金属薄膜后，迅速降低磁性金属离子置换成磁性金属单质的化学镀速度，从而进一步在还原后湿粉表面细致、稳定的包覆一层一层的磁性金属薄膜。进一步，所述镀液B包括分散剂，分散剂为4-甲基苄基异氰酸酯、十二烷基苯磺酸钠或聚乙烯吡咯烷酮。分散剂能够保证待包覆材料的分散，保证在每一个待包覆材料的表面均匀包覆磁性金属薄膜，并且能够使镀层中的气泡快速分散出来(在化学镀过程中会产生气泡，如果不能将镀层中的气泡快速分散出来，就会使镀层出现“鼓包”、不平整的现象)，保证包覆的磁性金属薄膜均匀、平整。进一步，所述镀液B还包括络合剂和稳定剂，所述含有磁性金属为钴，络合剂为柠檬酸钠，稳定剂为硝酸铅。在该条件下，镀液B中的磁性金属能够稳定的沉积在还原后湿粉的表面。进一步，所述活化液包括氯化钯、氯化亚锡、氯化钠和浓盐酸。在该成分下，活化液对吸波材料的活化效果较佳。其中，氯化钠的加入能够减少在活化过程中浓盐酸产生的酸雾，十分环保。进一步，所述化学镀后还需要经过以下后处理步骤：A、洗涤：所述步骤④抽滤过程中，依次采用去离子水和无水乙醇洗涤，采用无水乙醇浸泡改性后湿粉，得到步骤①得到的湿粉；B、分离：对步骤①得到的湿粉沉降，得到步骤B得到的湿粉；C、干燥：对步骤B得到的湿粉在35-45℃下，真空干燥6～8小时后，在真空下自然降温到室温，得到改性复合吸波材料。在该后处理条件下，包覆磁性金属薄膜的吸波材料收率较高。进一步，所述镀液A和镀液B合称为总镀液，总镀液的体积为500mL，在总镀液中，次亚磷酸钠的浓度为20-30g/L、柠檬酸钠的浓度为60-80g/L、4-甲基苄基异氰酸酯的浓度为3-6g/L、硝酸铅的浓度为2-5g/L。在该条件下，镀液B中的磁性金属能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在吸波材料表面包覆磁性金属薄膜的方法，其特征在于，通过镀液A和镀液B完成包覆过程，其中镀液B含有磁性金属离子；镀液A用于将磁性金属离子还原为磁性金属单质；通过化学镀的方式包覆磁性金属薄膜，所述化学镀包括以下步骤：/n(1)调节镀液B的pH值至10～12，将镀液B加热至75～95℃；/n(2)将待包覆材料加入镀液B中，加入过程中对镀液B搅拌，搅拌速度为150～250r/min；/n(3)保持搅拌，将镀液A滴加入镀液B中，镀液A的滴加速度为20～45d/min，滴加完毕后，抽滤得到改性后湿粉。/n

【技术特征摘要】
1.一种在吸波材料表面包覆磁性金属薄膜的方法，其特征在于，通过镀液A和镀液B完成包覆过程，其中镀液B含有磁性金属离子；镀液A用于将磁性金属离子还原为磁性金属单质；通过化学镀的方式包覆磁性金属薄膜，所述化学镀包括以下步骤：
(1)调节镀液B的pH值至10～12，将镀液B加热至75～95℃；
(2)将待包覆材料加入镀液B中，加入过程中对镀液B搅拌，搅拌速度为150～250r/min；
(3)保持搅拌，将镀液A滴加入镀液B中，镀液A的滴加速度为20～45d/min，滴加完毕后，抽滤得到改性后湿粉。


2.根据权利要求1所述的一种在吸波材料表面包覆磁性金属薄膜的方法，其特征在于，所述化学镀之前需要进行以下预处理步骤：
①酸洗粗化：将吸波材料加入酸液中进行搅拌，搅拌1～3min后，抽滤；
②中和：向步骤①得到的湿粉上滴加碱液，待湿粉表面无气泡产生时，用去离子水洗涤至中性，抽滤得到中和后湿粉。


3.根据权利要求2所述的一种在吸波材料表面包覆磁性金属薄膜的方法，其特征在于，步骤②后还需要进行以下预处理步骤：
③活化：将中和后湿粉浸泡在含Pd2+的活化液中，浸泡5-15min后，抽滤；
④还原：将步骤③得到的湿粉浸泡在还原液中，以除去湿粉表面的含Pd2+活化液，浸泡1～3min后，抽滤得到还原后湿粉。


4.根据权利要求3所述的一种在吸波材料表面包覆磁性金属薄膜的方法，其特征在于，所述步骤③活化中，中和后湿粉和活化液的体积比为0.5～1:1～3。


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【专利技术属性】
技术研发人员：李茸，李广德，胡宇，贾瑛，刘渊，
申请(专利权)人：中国人民解放军火箭军工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61