CN104831161A - 一种铁基合金吸波材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种合金微粉吸波材料及其制备方法，它是以高纯度的金属Fe、金属Nd和Si为原料,将其按一定原子比配料，并用电弧熔炼炉进行熔炼，使其熔合成均匀的合金。再将合金样品通过用石英玻璃管中进行真空密封，并进行热处理，淬火，然后取出样品，将样品在研钵中进行机械初步粉碎，最后放入不锈钢球磨罐中，在汽油的保护下，进行高能球磨，球磨一段时间后，把汽油倒出，取出样品粉末，并晾干，即可获得一种合金微粉吸波材料。该方法制备的吸附材料工艺简单、成本低廉，制备的合金微粉吸波频带宽。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用合金微粉制备吸波材料的方法，特别涉及一种铁基合金微粉吸波材料的制备方法。
背景技术
近年来，随着电子化、信息化的发展，大量电子产品所产生的电磁波相互干扰，会导致通信中断，设备失灵等严重问题。并且过多电磁辐射会对我们人体直接和间接构成了严重的危害，因此防护电磁干扰波，避免造成不必要的损失，寻找一种能抵挡并削弱电磁波射的材料已成为材料科学的一大课题。微波吸收材料作为一种能够吸收电磁波的功能材料，它可以将电磁波能量转化为其他形式的能量，以此来抑制电磁波的辐射和干扰。
吸波材料已达十几种之多，其中应用较广的几类吸波材料有铁氧体、金属微粉、导电高聚物和铁电吸波材料等。对吸波材料的研究主要向两方面发展。一方面是追求高吸收率、重量轻、耐高温等高性能化，以满足军事目标抗雷达侦察等尖端科技需求；另一方面是致力于降低成本，以满足计算机电磁屏蔽、大型电磁设备防护、环保型建筑涂料等方面的需要。在众多吸波材料中，磁性吸波材料具有明显优势，而且将是主要的研究对象。磁性吸波材料主要包括铁氧体、超细金属粉、多晶铁纤维、合金微粉等。铁氧体具有较低的介电常数，匹配特性较好，但是微波磁导率不够高，制备的涂层较厚。而金属吸收剂具有使用高温性能好、饱和磁化强度和磁损耗能力大等特点，金属微粉吸收材料主要是通过磁滞损耗、涡流损耗等吸收衰减电磁波。
由于Fe的资源比较丰富，价格相对于Co和Ni都比较低廉，因此Fe基合金吸波材料的制备成为研究的重点。FeNd合金以优异的吸波性能被广泛研究，虽然取得一定成果，但仍然存在吸波性能还不够理想，厚度较大，吸波带宽窄等缺点，为了克服这些缺点，本发明通过往合金加入一定量的Si元素来改善Fe基合金的吸波特性，本发明提供一种铁基合金吸波材料及其制备方法。该方法制备工艺简单，制备的微波吸收粉末吸收频带宽。
发明内容
本发明的目的是提供一种铁基合金吸波材料及其制备方法，为实现这一目的，本发明以Fe、Nd和Si为原料，具体步骤是通过以下技术路线实现的：
⑴ 将高纯度的金属Fe、金属Nd和Si表面打磨干净，按一定的原子比例配料；
⑵ 将一定配好的原料放入真空电弧炉中进行熔炼，熔炼次数为2-3次；
⑶ 待熔炼好的合金冷却后，取出，并放在石英玻璃管中真空密封；
⑷ 将真空密封好的石英管放入水中，检验其是否密封完全；
⑸ 再把装有合金样品的玻璃管放入炉子中，进行均匀化退火处理；
⑹ 将均匀化处理后的样品取出并迅速放入冰水混合物中进行淬火；
⑺ 待样品充分冷却后，砸破玻璃管，取出管内的样品；
⑻ 将样品在研钵中进行机械初步粉碎；
⑼ 将粉碎后的样品，倒入球磨罐中，在汽油的保护下，用行星式球磨机进行球磨；
⑽ 球磨一段时间后，把合金微粉取出晾干，即可得一种合金微粉吸波材料。
优先地，在步骤⑴中，金属Fe、金属Nd和Si纯度大于99.5%，按照原子比为Fe17Nd2-x Six（0.2≤X≤0.6）配料。
优先地，在步骤⑸中，退火温度控制在600-800℃，退火时间为1-2周。
优先地，在步骤⑼中，球料比为15:1-20:1，行星式球磨机速度控制250-350 r/min运行。
优先地，在步骤⑽中，用行星式球磨机进行球磨的时间为50-70h。
本发明具有下列优点和特性：
⑴ 此方法制取的吸附材料，原料来源广泛，成本低廉；
⑵ 制备的合金微粉，吸波频带宽。
具体实施方式
实施例一：
将纯度大于99.5%的金属Fe、金属Nd和Si表面打磨干净，按原子比为Fe17Nd1.8Si0.2配料。将配好样品装入真空电弧炉中，经过抽真空、换气洗气操作，重复三次，然后充入一定量的氩气作为保护气体，开始熔炼，每个样品熔炼一次后需反转，如此熔炼三次。待熔炼炉冷却后将样品取出，装入石英玻璃管中，并进行真空密封操作，再放入水中检验其密封性，检验密封完好后，把玻璃管放入箱式电阻炉中在600℃环境条件下退火2周。退火后直接将玻璃管放入冰水混合物中进行淬火，充分冷却后，取出并砸碎玻璃管，拿出样品，将样品表面的氧化皮磨净，放入研钵中进行机械初步粉碎，机械粉碎后用行星式球磨机进行球磨，在汽油的保护下，以球料质量比为20:1，转速为250 r/min的条件，球磨50 h，球磨结束后把合金微粉取出晾干，即可得一种合金微粉吸波材料。
实施例二：
将纯度大于99.5%的金属Fe、金属Nd和Si表面打磨干净，按原子比为Fe17Nd1.6Si0.4配料。将配好样品装入真空电弧炉中，经过抽真空、换气洗气操作，重复三次，然后充入一定量的氩气作为保护气体，开始熔炼，每个样品熔炼一次后需反转，如此熔炼三次。待熔炼炉冷却后将样品取出，装入石英玻璃管中，并进行真空密封操作，再放入水中检验其密封性，检验密封完好后，把玻璃管放入箱式电阻炉中在700℃环境条件下退火2周。退火后直接将玻璃管放入冰水混合物中进行淬火，充分冷却后，取出并砸碎玻璃管，拿出样品，将样品表面的氧化皮磨净，放入研钵中进行机械初步粉碎，机械粉碎后用行星式球磨机进行球磨，在汽油的保护下，以球料质量比为20:1，转速为250 r/min的条件，球磨60 h，球磨结束后把合金微粉取出晾干，即可得一种合金微粉吸波材料。
实施例三：
将纯度大于99.5%的金属Fe、金属Nd和Si表面打磨干净，按原子比为Fe17Nd1.4Si0.6配料。将配好样品装入真空电弧炉中，经过抽真空、换气洗气操作，重复三次，然后充入一定量的氩气作为保护气体，开始熔炼，每个样品熔炼一次后需反转，如此熔炼三次。待熔炼炉冷却后将样品取出，装入石英玻璃管中，并进行真空密封操作，再放入水中检验其密封性，检验密封完好后，把玻璃管放入箱式电阻炉中在800℃环境条件下退火1周。退火后直接将玻璃管放入冰水混合物中进行淬火，充分冷却后，取出并砸碎玻璃管，拿出样品，将样品表面的氧化皮磨净，放入研钵中进行机械初步粉碎，机械粉碎后用行星式球磨机进行球磨，在汽油的保护下，以球料质量比为15:1，转速为350 r/min的条件，球磨70 h，球磨结束后把合金微粉取出晾干，即可得一种合金微粉吸波材料。
Claims (4)
1.一种合金吸波材料及其制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
⑴ 将高纯度的金属Fe、金属Nd和Si表面打磨干净，按照原子比为Fe17Nd2-x Six（0.2≤X≤0.6）配料；
⑵ 将配好的原料放入真空电弧炉中进行熔炼，熔炼次数为2-3次；
⑶ 待熔炼好的合金冷却后，取出，并放在石英玻璃管中真空密封；
⑷ 将真空密封好的石英管放入水中，检验其是否密封完全；
⑸ 再把装有合金样品的玻璃管放入炉子中，进行均匀化退火处理；
⑹ 将均匀化处理后的样品取出并迅速放入冰水混合物中进行淬火；
⑺ 待样品充分冷却后，砸破玻璃管，取出管内的样品；
⑻ 将样品在研钵中进行机械初步粉碎；
⑼ 将粉碎后的样品，倒入球磨罐中，在汽油的保护下，用行星式球磨机进行球磨；
⑽ 球磨一段时间后，把合金微粉取出晾干，即可得一种合金吸波材料。
2.根据权利要求1所述的一种合金吸波材料及其制备方法，其特征在于，在步骤⑸中，退火温度控制在600-800℃，退火时间为1-2周。
3.根据权利要求1所述的一种合金吸波材料及其制备方法，其特征在于，在步骤⑼中，球料比为15:1-20:1，行星式球磨机速度控制250-350 r/min运行。
4.根据权利要求1所述的一种合金吸波材料及其制备方法，其特征在于，在步骤⑽中，用行星式球磨机进行球磨的时间为50-70h。
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