一种S波段复合电磁吸波材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种S波段复合电磁吸波材料的制备方法，该方法步骤如下：制备FexSiyCoz合金铸锭后进行真空快淬，将得到的薄带粗碎后球磨；对羟基铁粉进行低温真空煅烧预处理后球磨。将快淬球磨后的FexSiyCoz合金粉末与煅烧球磨后的羰基铁粉按不同质量比例混合成复合粉末，倒入无水乙醇在超声波作用下经机械搅拌均匀后放入烘箱烘干并过筛，制得S波段的复合电磁吸波材料。本发明专利技术中的复合电磁吸波材料在S波段具有良好的吸波性能，测得的电磁参量经计算，在频率为近3GHz厚度为1mm时其最高反射损耗可达到-7dB。用本发明专利技术制得的复合电磁吸波材料，工艺简单，适于大规模工业生产，具有较高的实用价值与广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种S波段复合电磁吸波材料的制备方法。
技术介绍
由于电子通信技术、移动电话、微波技术等事业的迅速发展与普及，射频设备功率的成倍提高，造成地面上的电磁辐射大幅增加，从而带来了能直接对人体健康构成威胁的电磁污染。如何治理电磁污染已引起世界各国的关注，通过吸收发射出的电磁波以削弱电磁辐射带来的危害已成为治理电磁污染的最有效手段。磁损耗型隐身材料包括铁氧体粉、羟基铁粉、超细金属粉或纳米相材料等。运用复合技术对这些材料进行纳米尺度上的复合便可得到吸波性能大为提高的纳米复合隐身材料，尤其在S波段(2-4GHZ)以突破吸波材料存在的“低频”瓶颈，是十分迫切的国防和民用需要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种S波段复合电磁吸波材料的制备方法。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案一种S波段复合电磁吸波材料的制备方法，其特征在于该制备方法包括如下步骤(O将高纯铁棒、Fe3tlSi7tl合金和高纯钴块放入高频感应熔炼炉内熔炼得到FexSiyCoz (70 ^ X ^ 80, 10 彡 Y 彡 20，5 彡 Z 彡 20，X+Y+Z=100)合金铸锭；(2)将步骤(I)制得的FexSiyCoz`合金铸锭放入真空快淬炉进行熔炼甩带将FexSiyCoz合金铸锭放入坩埚，抽真空至2*10_3Pa后充氩至O. 05MP,由钨铈电极点弧后将合金铸锭熔化，在钥轮外沿线速度为20-40m/s的状态下，将熔化了的溶液甩成薄带；(3)将步骤(2)中所得的薄带先用粉碎机粗碎后，加入无水乙醇在行星球磨机中球磨；无水乙醇淹没过粉末，球磨的钢球与粗碎后的粉末的质量比为10:1,转速为500r/min,球磨时间为l 4h，最后将球磨后的合金粉末真空烘干；(4)将羟基铁粉放入真空炉中用300 400°C煅烧30 60min，待冷却后，加入无水乙醇与硅烷偶联剂球磨18 20h，无水乙醇淹没过粉末，转速为500r/min，钢球与羟基铁粉的质量比为10:1，硅烷偶联剂与球磨的羟基铁粉的质量比为1:10，最后将粉末真空烘干；(5)将步骤(3)中的合金粉末与步骤(4)中的羰基铁粉按照1:1 1:4的质量比例混合成复合粉末，倒入器皿并加入无水乙醇淹没过粉末，并在300w功率的超声波作用下经机械搅拌均匀，然后放入烘箱在烘箱温度为60°C的条件下烘烤4h后过筛，得到200-300目粉末状的复合电磁吸波材料。所述高纯铁棒中Fe元素不小于99. 9wt%。所述高纯钴块中Co元素不小于99. 9wt%。步骤(4)中所述硅烷偶联剂为KH560偶联剂。本专利技术的机理对FeSiCo合金粉末与羟基铁粉进行复合后，复合粉末的电磁参量形成了更佳阻抗匹配条件，反射损耗得到了提升。这是由于FeSiCo和羰基铁各自介电性能和磁性能的不同，FeSiCo的磁损耗//较高，介电较大，羰基铁磁导率/较高，介电较小，将二者经超声波处理并机械搅拌混合均匀后，制成复合型的吸波粉末，在S波段时，会比原来单一的FeSiCo合金粉末与羟基铁粉的吸波特性有所提高。通过SEM扫描电镜照片，可以看到粉末的微观形态为薄片状，当电磁波射入时，这种薄片状的粉末其吸收电磁波的有效表面积要比其他形态的高许多，有利于提闻其吸波性能。本专利技术具有的有益效果 本专利技术通过用快淬并经球磨后获得的FeSiCo合金粉末与经低温真空煅烧并经球磨后的羰基铁粉按一定比例混合制成复合电磁吸波材料，由于二者不同的介电性能和磁性能，可以有效提高其在S波段的吸波特性。本专利技术中的复合电磁吸波材料在S波段具有较好的吸波效果，在频率为近3GHz厚度为1_时其最高反射损耗可以达到_7dB。用本专利技术制得的复合电磁吸波材料，工艺简单，适于大规模工业生产，具有较高的实用价值与广泛的应用前景。附图说明图1为未经处理的羟基铁粉的SEM扫描电镜微观形貌照片。图2为羟基铁粉经低温真空煅烧预处理后并高能球磨后的SEM扫描电镜微观形貌照片。图3为经快淬球磨后的FexSiyCoz合金粉末的SEM扫描电镜微观形貌照片。图4为实施例1制得的S波段复合电磁吸波材料的SEM扫描电镜微观形貌照片。图5为实施例1制得的S波段复合电磁吸波材料与未进行复合的FexSiyCoz合金粉末与羟基铁粉的反射损耗比较图。图6为实施例2制得的S波段复合电磁吸波材料与未进行复合的FexSiyCoz合金粉末与羟基铁粉的反射损耗比较图。 图7为实施例3制得的S波段复合电磁吸波材料与未进行复合的FexSiyCoz合金粉末与羟基铁粉的反射损耗比较图。图8为实施例4制得的S波段复合电磁吸波材料与未进行复合的FexSiyCoz合金粉末与羟基铁粉的反射损耗比较图。具体实施例方式为了更好的理解本专利技术，以下实施例进一步阐明本专利技术的内容，以下实施例旨在说明本专利技术而不是对本专利技术的进一步限定，本领域的技术人员根据上述本专利技术的内容做出一些非本质的改进和调整，均属于本专利技术保护范围。实施例1 称取高纯铁棒(99. 9wt%) 54. 28g、宁夏平罗县长青碳素制品有限公司的牌号为硅铁70# 的Fe-Si合金Fe3(lSi7(l16. 44g、和高纯钴块(99. 9wt%)9. 28g，放入张家港金鹿电子设备有限公司的GP-160AB型高频感应熔炼炉内熔炼得到80g Fe7ciSi2ciCoici合金铸锭，为确保成分的均匀性，反复熔炼两次。采用常州三环常磁设备厂lzkl2a型真空快淬炉熔炼甩带。将合金铸锭放入坩埚，抽真空至2*10_3Pa后充氩至O. 05MP的状态下，由钨铈电极点弧后将合金铸锭熔化，由转速为40m/s的钥轮下将熔化了的溶液甩成薄带。然后将所得带状物先用粉碎机粗碎，再加入无水乙醇用行星球磨机细磨2h后真空烘干，无水乙醇淹没过粉末。其中球料质量比10 :1，转速为500r/min,每20min反转一次。将江苏天一超细金属粉末公司牌号为YW2的羰基铁粉80g放入中国电子科技集团第二研究所的VSS-200X型真空烧结炉中用300°C煅烧60min待冷却后，加入无水乙醇与KH560硅烷偶联剂Sg放入行星球磨机中球磨18h，无水乙醇淹没过粉末，球磨的钢球与羟基铁粉的质量比为10:1，最后将球磨后的粉末真空烘干。取烘干后的Fe7tlSi2tlColtl合金粉末磨料IOg与羰基铁粉IOg倒入器皿中，加入无水乙醇淹没过粉末，再超声波作用下经机械搅拌均匀后放入烘箱烘干后过筛，得到200-300目的复合电磁吸波粉末。其中超声波功率为300w，烘箱温度为60°C，烘烤时间为4h。将以上所得复合粉末加入石蜡(15wt%)制成环，用安吉伦电子仪器有限公司的Agilent8720ES矢量网络分析仪测得电磁参量(介电常数、介电损耗、磁导率、磁损耗)，然后用多层平板反射率计算软件V2. 12，计算出反射损耗。计算结果后如图5所示，从图5上可以看出，Fe7ciSi2ciCoici合金粉末与羟基铁粉按质量比进行1:1复合后，在S波段其反射损耗均有了明显提高，当涂层厚度为1_，在频率为2GHz时，其最大反射损耗可达到-6. 5dB，在3GHz时，反射损耗达为_5dB，在4GHz时，反射损耗与羟基铁相交，为_3. 5dB,均优于FeSiCo合金与羟基铁粉的反射损耗。因此得出以下结论在S波段时，这种经复合后制成的粉末电磁吸波材料具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种S波段复合电磁吸波材料的制备方法，其特征在于该制备方法包括如下步骤：（1）将高纯铁棒、Fe30Si70合金和高纯钴块放入高频感应熔炼炉内熔炼得到FexSiyCoz(70≤X≤80,?10≤Y≤20,5≤Z≤20,X+Y+Z=100)合金铸锭；（2）将步骤（1）制得的FexSiyCoz合金铸锭放入真空快淬炉进行熔炼甩带：将FexSiyCoz合金铸锭放入坩埚，抽真空至2*10?3Pa后充氩至0.05MP，由钨铈电极点弧后将合金铸锭熔化，在钼轮外沿线速度为20?40m/s的状态下，将熔化了的溶液甩成薄带；（3）将步骤（2）中所得的薄带先用粉碎机粗碎后，加入无水乙醇在行星球磨机中球磨；无水乙醇淹没过粉末，球磨的钢球与粗碎后的粉末的质量比为10:1，转速为500r/min，球磨时间为1~4h，最后将球磨后的合金粉末真空烘干；（4）将羟基铁粉放入真空炉中用300～400℃煅烧30～60min，待冷却后，加入无水乙醇与硅烷偶联剂球磨18～20h，无水乙醇淹没过粉末，转速为500r/min，钢球与羟基铁粉的质量比为10:1，硅烷偶联剂与球磨的羟基铁粉的质量比为1:10，最后将粉末真空烘干；（5）将步骤（3）中的合金粉末与步骤（4）中的羰基铁粉按照1:1～4的质量比例混合成复合粉末，倒入器皿并加入无水乙醇淹没过粉末，并在超声波作用下经机械搅拌均匀，然后放入烘箱在烘箱温度为60℃的条件下烘烤4h后过筛，得到200?300目粉末状的复合电磁吸波材料。...

【技术特征摘要】
1.一种S波段复合电磁吸波材料的制备方法，其特征在于该制备方法包括如下步骤(1)将高纯铁棒、Fe30Si70合金和高纯钴块放入高频感应熔炼炉内熔炼得到FexSiyCoz (70 ^ X ^ 80, 10 彡 Y 彡 20，5 彡 Z 彡 20，X+Y+Z=100)合金铸锭；(2)将步骤(I)制得的FexSiyCoz合金铸锭放入真空快淬炉进行熔炼甩带将FexSiyCoz合金铸锭放入坩埚，抽真空至2*10_3Pa后充氩至O. 05MP,由钨铈电极点弧后将合金铸锭熔化，在钥轮外沿线速度为20-40m/s的状态下，将熔化了的溶液甩成薄带；(3)将步骤(2)中所得的薄带先用粉碎机粗碎后，加入无水乙醇在行星球磨机中球磨；无水乙醇淹没过粉末，球磨的钢球与粗碎后的粉末的质量比为10:1,转速为500r/min,球磨时间为l 4h，最后将球磨后的合金粉末真空烘干；(4)将羟基铁粉放入真空炉中用300 400°C煅烧30 60...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢国治，宦峰，陈将伟，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：