一种铁氧体吸波材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种铁氧体吸波材料及其制备方法。该铁氧体吸波材料的化学式为Sr

【技术实现步骤摘要】
一种铁氧体吸波材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及雷达吸波材料
，尤其涉及一种铁氧体吸波材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着社会的发展与进步，电子信息与微波通信技术飞速发展，电子设备不断的涌现在我们的日常生活中，电磁波在航空航天、军事领域、医疗卫生领域以及通讯等生活领域得到广泛应用。与之带来的电磁干扰(EMI)现象逐渐成为严峻的问题之一。这影响到了信息通讯的稳定性，例如航空航天等重要领域，甚至会发生安全事故。研究表明，长期处于大量电磁辐射环境下还会对人体免疫系统、生殖系统以及神经系统产生损害。因此电磁干扰不仅会影响精密电子仪器的正常运行，还会对人们的健康构成巨大威胁。而吸波材料就是这样一种能够将微波转换成其他例如热能等能量，从而大幅度减少或者消除电子设备的电磁干扰，以及雷达等目标探测特征，因此，吸波材料是一种对于电磁防护、军事隐身以及民用
重要的材料之一。
[0003]铁氧体材料由于具有较好的性能和较低的成本而成为主要的吸波剂。目前，铁氧体之中研究的较多的是尖晶石型铁氧体和磁铅型铁氧体。通过掺杂离子及其掺杂量的调控来控制铁氧体晶体结构、饱和磁化强度，进而在一定范围内改善其微波吸收性能。例如，CN103482969A公开一种使用固相法合成的掺杂稀土钐元素的Co2Z型平面六角结构的铁氧体，在5～8GHz范围内，最大反射损耗为
‑
19dB～
‑
21dB。CN 112142456 A公开一种用La、Ti、Cu等元素掺杂改性铁氧体，在10～15GHz附近达到
‑
22dB～
‑
41dB，但在更频率18GHz仍然匹配厚度较厚，实用性较差，成本仍然较高。
[0004]当前多数铁氧体采用化学沉淀法、水热法、溶胶凝胶法来制备，例如CN 111533177 A公开一种利用水热法生成亚微米级空心钴铁氧体吸波材料；CN 109037961 A公开一种使用草酸(草酸钠)与可溶性金属盐混合溶液通过共沉淀法制备草酸复盐前驱体，然后在氧气气氛下用缓慢升温的焙烧热处理工艺将草酸根等有机物通过灼烧变为气体排出，并在此过程中获取具有大量微孔结构的镍锌铁氧体。这些制备方法生产规模较小，效率低成本高。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种类钙钛矿型铁氧体吸波材料。该吸波材料在12～18GHz范围内，最大反射损耗为
‑
20dB～40dB。
[0006]本专利技术为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：
[0007]一种铁氧体吸波材料，化学式为Sr
x
Fe
y
O，铁氧体为类钙钛矿结构，式中x，y为摩尔数，其中x＝3.6～4.4，y＝5.6～6.4。
[0008]本专利技术所述铁氧体吸波材料在13～18GHz范围内，最大反射损耗为
‑
20～
‑
30dB，有效频带宽度为3.8GHz以上。
[0009]本专利技术所述铁氧体吸波材料的制备方法，包括如下步骤：
[0010](1)按照组分表达式中Sr
x
Fe
y
O中原子化学计量比选取SrCO3、Fe2O3为原料进行配料(即SrCO3、Fe2O3的摩尔比就是x:0.5y)，其中x＝3.6～4.4，y＝5.6～6.4。
[0011](2)将原料SrCO3、Fe2O3球磨混合均匀，然后升温至1050℃～1150℃进行烧结，保温2～3小时；
[0012](3)将步骤(2)所得烧结后的粉料再用研钵磨碎后，经球磨12～24小时、干燥后再次研磨，得到铁氧体吸波粉末材料。
[0013]按上述方案，步骤(1)中，所述原料的纯度均不低于99％。
[0014]按上述方案，步骤(1)中，通过调整SrCO3、Fe2O3的投料摩尔比，来实现x、y在取值范围内的波动。
[0015]按上述方案，步骤(2)和步骤(3)中，球磨在无水乙醇中进行，粉料和锆球、无水乙醇的质量比为2：1：1.5。另外，锆球大中小的比例为1：3：1。
[0016]按上述方案，步骤(2)和步骤(3)中，球磨罐转速均为100转/min～120转/min，球磨时间均为12h～24h。
[0017]按上述方案，步骤(2)中，升温速率为1～3℃/min。
[0018]按上述方案，步骤(2)中所述烧结分为低温烧结阶段0℃～1000℃和高温烧结阶段1000℃～1150℃；所述低温烧结阶段的升温速率为2～3℃/min，高温烧结阶段的升温速率为1～2℃/min；达到最高温度后保温时间为2～3小时。
[0019]按上述方案，步骤(3)中，两次研磨的时间均为2～3小时，采用研钵进行研磨。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0021]本专利技术通过成功合成类钙钛矿结构的锶铁氧体，能够实现材料的吸波性能，并可针对不同领域，即在12～18GHz范围内均有较强的微波吸收能力。本专利技术制备方法，选用传统固相烧结法，工艺简单，生产效率高，不仅解决了大批量生产的问题，而且能耗低，生产成本低。
附图说明
[0022]图1为实施例1制得铁氧体吸波材料的X射线衍射分析图谱；
[0023]图2为实施例1制得铁氧体吸波材料的扫描电镜图谱；
[0024]图3为实施例1制得铁氧体吸波材料在0.1GHz～18GHz频率下的矢量网络分析图谱；
[0025]图4为实施例1制得铁氧体吸波材料在0.1GHz～18GHz频率Matlab模拟不同厚度下反射损耗图谱；
[0026]图5为实施例1制得铁氧体吸波材料在0.1GHz～18GHz频率下的Cole
‑
Cole曲线。
具体实施方式
[0027]为了更好地理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术不仅仅局限于下面的实施例。
[0028]下述实施例中，步骤(2)和步骤(3)中，球磨在无水乙醇中进行，粉料和锆球、无水乙醇的质量比为2：1：1.5。另外，锆球大中小的比例为1：3：1。
[0029]实施例1
[0030]一种铁氧体吸波材料，所述组分为Sr4Fe6O
13
。
[0031]上述铁氧体吸波材料的制备方法，包括如下步骤：
[0032](1)按照化学表达式中Sr4Fe6O
13
化学计量比选取Sr的碳酸盐和Fe2O3作为原料；
[0033](2)将步骤(1)中称取好的原料球磨12小时混合均匀，预混料在烘箱内烘干，烘干温度为80～100℃，烘干后用研钵研磨2小时，然后放入马弗炉中升温至1100℃；其中，升温程序分为低温烧结阶段0℃～1000℃和高温烧结阶段1000～1100℃以上；所述低温烧结阶段的升温速率为2～3℃/min，高温烧结阶段的升温速率为1～2℃/min，升至1100℃后保温时间2小时；
[0034](3)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁氧体吸波材料，其特征在于：该铁氧体为类钙钛矿型锶铁氧体，其化学式为：Sr
x
Fe
y
O；式中x，y为摩尔数，其中x＝3.6～4.4，y＝5.6～6.4。2.根据权利要求1所述的铁氧体吸波材料，其特征在于：该吸波材料13～18GHz范围内，最大反射损耗为
‑
20～
‑
30dB，有效频带宽度为3.8GHz以上。3.根据权利要求1所述的铁氧体吸波材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)按照组分表达式中Sr
x
Fe
y
O中原子化学计量比选取SrCO3、Fe2O3为原料进行配料，其中x＝3.6～4.4，y＝5.6～6.4；(2)将原料SrCO3、Fe2O3球磨混合均匀，然后升温至1050℃～1150℃进行烧结，保温2～3小时；(3)将步骤(2)所得烧结后的粉料进行研磨后，并经球磨、干燥后再次研磨，得到铁氧体吸波材料。4.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝华，罗洪亮，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：