【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电磁波吸收材料领域，具体涉及一种镨镝共掺杂m型六角铁氧体材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、近年来，m型六角铁氧体(mfe12o19，m＝sr，ba，pb)因其相对较低的价格、高饱和磁化(ms)能力、高矫顽力、高电阻率和耐腐蚀性以及优异的化学稳定性而受到了广泛关注，并已广泛应用于微波器件、磁光学、磁记录介质以及永磁体形式的高频装置等领域。m型六角铁氧体被广泛用作微波吸收材料(emw)，它可以吸收微波并将其转化为热量或其他能量。根据物理原理，电磁波吸收通常包括磁损耗型和介电损耗型，尽管多年来研究人员已经合成了各种微波吸收材料。然而，铁氧体，尤其是尖晶石和六角铁氧体作为传统的磁损耗型微波吸收材料，由于具有较强的磁损耗、易于合成和低成本，仍然是电磁波吸收材料的首选。
2、离子掺杂是提高m型铁氧体的吸波性能的重要途径。sharbati等人合成了纳米晶srfe12-2xmgxzrxo19，并通过控制锶铁氧体中取代的zr和mg元素的水平(x＝0.5、1.0和1.5)，在8ghz范围内获得了令人满意的反射损耗。sriramulu等人研究了sr(zr-mn)xfe12-2xo19六铁氧体的电磁特性，并观察到在10.14-10.64ghz的频带内，当x＝0.6时，最小反射损耗为-27.68db。但上述铁氧体的吸收强度和频带宽度均有待提高。中国专利cn202211423723.3公开了一种铈掺杂钡铁氧体吸波材料及其制备方法，铈掺杂钡铁氧体材料分子式为bace0.2fe11.8o19，其晶粒颗粒大小为2.43μm，采用溶
3、因此，亟需开发一种新的m型六角铁氧体材料来解决上述问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种镨镝共掺杂m型六角铁氧体材料及其制备方法和应用。本专利技术将镨和镝掺入m型六角铁氧体中，利用镨的变价和离子半径较大等特点，并结合缺fe3+和富sr2+或ba2+的环境，使得pr4+形成，从而减小晶粒尺寸并形成多面体聚集体，同时镨和镝的共掺杂可形成多种杂相，杂相与主相之间形成界面，有效促进了界面极化。并且，pr3+到pr4+的转化有利于氧空位和fe2+的形成，这显著改善了材料的介电性能，并增强了材料的微波吸收性能。此外，本专利技术提供的镨镝共掺杂m型六角铁氧体材料具有吸波频段可调、吸波强度较大、工作温度高等优点，吸波性能稳定，可作为其他复合材料的基础材料。
2、为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种镨镝共掺杂m型六角铁氧体材料，所述镨镝共掺杂m型六角铁氧体材料的化学式为ayfe12-2xprxdyxo19，其中，a为锶和/或钡，0.05≤x≤1，0.9≤y≤1.4。
4、本专利技术将镨和镝掺入m型六角铁氧体中，利用镨的变价和离子半径较大等特点，并结合缺fe3+和富sr2+或ba2+的环境，使得pr4+形成，从而减小晶粒尺寸并形成多面体聚集体，同时镨和镝的共掺杂可形成多种杂相，杂相与主相之间形成界面，有效促进了界面极化。并且，pr3+到pr4+的转化有利于氧空位和fe2+的形成，这显著改善了材料的介电性能，并增强了材料的微波吸收性能。此外，本专利技术提供的镨镝共掺杂m型六角铁氧体材料具有吸波频段可调、吸波强度较大、工作温度高等优点，吸波性能稳定，可作为其他复合材料的基础材料。
5、本专利技术中，0.05≤x≤1，例如可以是0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.8或1.0等。但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
6、本专利技术中，若x的取值过小，则稀土掺杂引起的晶格畸变不明显，介电损耗和磁损耗与锶铁氧体相比变化不大，从而影响微波吸收效果，若x的取值过大，则生成不利吸波效果的杂质过多，有利吸波效果的主相显著减少，综合吸波效果降低。
7、本专利技术中，0.9≤y≤1.4，例如可以是0.9、0.98、1.0、1.04、1.3或1.4等。但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
8、作为本专利技术一种优选的技术方案，所述镨镝共掺杂m型六角铁氧体材料的粒径d50为0.5～10μm，例如可以是0.5μm、1.0μm、1.3μm、1.7μm、3.5μm或8.0μm等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
9、优选地，所述镨镝共掺杂m型六角铁氧体材料为球形多面体结构。
10、作为本专利技术一种优选的技术方案，所述镨镝共掺杂m型六角铁氧体材料在c波段和ku波段同时吸收。
11、优选地，所述镨镝共掺杂m型六角铁氧体材料在c波段和x波段具有强吸收。
12、本专利技术中，强吸收指的是反射损耗(reflection loss,rl)小于-20db，即99％的微波被吸收。
13、优选地，所述c波段为4～8ghz，例如可以是4ghz、6ghz或8ghz、，x波段为8～12ghz，例如可以是8ghz、10ghz或12ghz、，ku波段为12～18ghz。例如可以是12ghz、14ghz、16ghz或18ghz等。
14、作为本专利技术一种优选的技术方案，所述镨镝共掺杂m型六角铁氧体材料的有效温度区间为-40～400℃，例如可以是-40℃、0℃、50℃、100℃、150℃、200℃、250℃、300℃、350℃或400℃等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
15、本专利技术中，若镨镝共掺杂m型六角铁氧体材料的工作温度过高，会导致没有没有磁性，因而影响吸波效果。
16、第二方面，本专利技术提供一种如第一方面所述的镨镝共掺杂m型六角铁氧体材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
17、(1)将a源、铁源、镨源、镝源、络合剂和溶剂混合，得到混合溶液；
18、(2)将所述混合溶液和ph调节剂混合，得到凝胶；
19、(3)对所述凝胶进行焙烧，得到所述镨镝共掺杂m型六角铁氧体材料。
20、本专利技术提供的制备方法生产成本低，工艺简单。
21、作为本专利技术一种优选的技术方案，步骤(1)所述铁源、镨源和镝源的总摩尔量与所述a源的摩尔量比(7.85～12):1，例如可以是7.85:1、9:1、10:1、11.5:1、11.8:1或12:1等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
22、优选地，步骤(1)所述铁源、镨源和镝源的摩尔比为(10～11.9):(0.05～1):(0.05～1)，其中，铁源的选择范围“10～11本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种镨镝共掺杂M型六角铁氧体材料，其特征在于，所述镨镝共掺杂M型六角铁氧体材料的化学式为AyFe12-2xPrxDyxO19，其中，A为锶和/或钡，0.05≤x≤1，0.9≤y≤1.4。
2.根据权利要求1所述的镨镝共掺杂M型六角铁氧体材料，其特征在于，所述镨镝共掺杂M型六角铁氧体材料的粒径D50为0.5～10μm；
3.根据权利要求1或2任一项所述的镨镝共掺杂M型六角铁氧体材料，其特征在于，所述镨镝共掺杂M型六角铁氧体材料在C波段和Ku波段同时吸收；
4.根据权利要求1-3任一项所述的镨镝共掺杂M型六角铁氧体材料，其特征在于，所述镨镝共掺杂M型六角铁氧体材料的有效温度区间为-40～400℃。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的镨镝共掺杂M型六角铁氧体材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述铁源、镨源和镝源的总摩尔量与所述A源的摩尔量比(7.85～12):1；
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述pH
8.根据权利要求5-7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述焙烧的方式包括微波加热和/或电加热；
9.根据权利要求5-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
10.一种微波吸收材料，其特征在于，所述微波吸收材料包括如权利要求1-4任一项所述的镨镝共掺杂M型六角铁氧体材料。
...【技术特征摘要】
1.一种镨镝共掺杂m型六角铁氧体材料，其特征在于，所述镨镝共掺杂m型六角铁氧体材料的化学式为ayfe12-2xprxdyxo19，其中，a为锶和/或钡，0.05≤x≤1，0.9≤y≤1.4。
2.根据权利要求1所述的镨镝共掺杂m型六角铁氧体材料，其特征在于，所述镨镝共掺杂m型六角铁氧体材料的粒径d50为0.5～10μm；
3.根据权利要求1或2任一项所述的镨镝共掺杂m型六角铁氧体材料，其特征在于，所述镨镝共掺杂m型六角铁氧体材料在c波段和ku波段同时吸收；
4.根据权利要求1-3任一项所述的镨镝共掺杂m型六角铁氧体材料，其特征在于，所述镨镝共掺杂m型六角铁氧体材料的有效温度区间为-40～400℃。
5.一种如权利要求1-4...
【专利技术属性】
技术研发人员：景晓东，陈子涛，赵倩倩，李作光，熊小强，杨曦，王群，江华亮，孙洋，宫华扬，
申请(专利权)人：中国科学院赣江创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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