CN104846220A - 一种添加钒的合金微波吸收材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种添加钒的合金微波吸收材料及制备方法，首先是取适量的纯度大于99.5%的金属Fe、Nd、V按Fe17Nd2-xVx（0.1≤X≤0.8）的原子比例配料，再借助真空电弧炉将其熔炼成合金锭，然后用石英玻璃管进行真空密封，并通过把玻璃管浸泡在水中检验其密封性，再通过均匀化、淬火、机械初步粉碎等操作，最后将样品倒入球磨罐中，在汽油环境保护条件下，用行星式球磨机进行球磨，球磨结束后把汽油倒出，取出样品粉末，晾干，即可获得一种合金微粉吸波材料。

Description

一种添加钒的合金微波吸收材料及制备方法
技术领域
本发明涉及一种微波吸收材料及制备方法，特别涉及一种添加钒的铁基合金微波吸收材料的制备方法。
背景技术
军事上随着隐形技术和隐形装备的不断发展，微波吸收材料作为隐形技术的关键，开发微波吸收材料已成为材料科学的一大课题。并且在民用上，微波吸收材料可以避免大量电子产品所产生的电磁波相互干扰而导致通信中断，设备失灵等严重问题。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。
微波吸收材料应具有良好的吸波性能，即有高于要求的阈值的微波吸收率和宽的吸收频带。此外，这种材料还应具有小的厚度和面密度，良好的力学性能和抗环境性能以及为用户接受的价格。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。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，但仍然存在吸波频带较窄等缺点。钒具有众多优异的物理性能和化学性能，用途十分广泛，有金属“维生素”之称。添加到合金中，能增加合金的延展性。为了克服FeNd合金的缺点，本发明通过往合金掺杂金属V介质，调节其匹配，增加合金延展性，最终制备出一种吸收频带宽、吸收率强的微波吸收材料。
发明内容
本发明提供一种添加钒的合金微波吸收材料及制备方法，具体是按如下技术路线进行的：
⑴ 取适量的纯度大于99.5%的金属Fe、Nd、V，按Fe17Nd2-xVx（0.1≤X≤0.8）的原子比例配料；
⑵借助真空电弧炉将配好的原料熔炼成合金锭；
⑶ 将熔炼好的合金锭取出，并用石英玻璃管进行真空密封；
⑷ 将上述石英玻璃管放入水中，检验其是否密封完全，若管内没有气泡，表面密封完好；
⑸ 再把玻璃管放入炉子中，进行均匀化退火处理；
⑹ 退火一段时间后取出样品，进行淬火；
⑺ 淬火后砸破玻璃管，取出管内的样品；
⑻ 将样品进行机械初步粉碎；
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，按照原子比为Fe17Nd2-xVx（0.2≤X≤0.4）配料。
优先地，在步骤⑸中，退火温度控制在500-600℃，退火时间为13-15天。
优先地，在步骤⑼中，球料比为15:1，行星式球磨机速度控制200-300 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40-70h。
本发明具有下列优点和特性：
⑴此方法制取的微波吸收材料成本低廉，制备工艺简单；
⑵吸波频带宽，吸收强度高。
具体实施方式
实施例一：
取适量的纯度大于99.5%的金属Fe、Nd、V按原子比为Fe17Nd1.8V0.2配料，借助真空电弧炉将配好的原料熔炼成合金锭，将熔炼好的合金锭取出，并用石英玻璃管进行真空密封，再把密封的石英玻璃管放入水中检验其密封性，若管内没有气泡，表明密封完好，然后把玻璃管放入箱式电阻炉中进行均匀化退火处理，炉内温度保持500℃，退火15天后取出样品，进行淬火，再砸破玻璃管拿出样品，将样品表面层打磨掉，再用研钵进行机械初步粉碎，将粉碎后的样品，倒入球磨罐中，在汽油的保护下，以球料质量比为15:1，转速为200 r/min的条件，用行星式球磨机进行球磨，球磨40 h，球磨结束后把汽油倒出，取出样品粉末，晾干，即可获得一种合金微粉吸波材料。
实施例二：
取适量的纯度大于99.5%的金属Fe、Nd、V按原子比为Fe17Nd1.7V0.3配料，借助真空电弧炉将配好的原料熔炼成合金锭，将熔炼好的合金锭取出，并用石英玻璃管进行真空密封，再把密封的石英玻璃管放入水中检验其密封性，若管内没有气泡，表明密封完好，然后把玻璃管放入箱式电阻炉中进行均匀化退火处理，炉内温度保持500℃，退火14天后取出样品，进行淬火，再砸破玻璃管拿出样品，将样品表面层打磨掉，再用研钵进行机械初步粉碎，将粉碎后的样品，倒入球磨罐中，在汽油的保护下，以球料质量比为15:1，转速为250 r/min的条件，用行星式球磨机进行球磨，球磨50 h，球磨结束后把汽油倒出，取出样品粉末，晾干，即可获得一种合金微粉吸波材料。
实施例三：
取适量的纯度大于99.5%的金属Fe、Nd、V按原子比为Fe17Nd1.6V0.4配料，借助真空电弧炉将配好的原料熔炼成合金锭，将熔炼好的合金锭取出，并用石英玻璃管进行真空密封，再把密封的石英玻璃管放入水中检验其密封性，若管内没有气泡，表明密封完好，然后把玻璃管放入箱式电阻炉中进行均匀化退火处理，炉内温度保持600℃，退火13天后取出样品，进行淬火，再砸破玻璃管拿出样品，将样品表面层打磨掉，再用研钵进行机械初步粉碎，将粉碎后的样品，倒入球磨罐中，在汽油的保护下，以球料质量比为15:1，转速为300 r/min的条件，用行星式球磨机进行球磨，球磨70 h，球磨结束后把汽油倒出，取出样品粉末，晾干，即可获得一种合金微粉吸波材料。

Claims (5)

1.一种添加钒的合金微波吸收材料及制备方法，其特征在于，具体是按如下技术路线进行的：
⑴ 取适量的纯度大于99.5%的金属Fe、Nd、V，按Fe17Nd2-xVx（0.1≤X≤0.8）的原子比例配料；
⑵借助真空电弧炉将配好的原料熔炼成合金锭；
⑶ 将熔炼好的合金锭取出，并用石英玻璃管进行真空密封；
⑷ 将上述石英玻璃管放入水中，检验其是否密封完全，若管内没有气泡，表面密封完好； 
⑸ 再把玻璃管放入炉子中，进行均匀化退火处理；
⑹ 退火一段时间后取出样品，进行淬火；
⑺ 淬火后砸破玻璃管，取出管内的样品；
⑻ 将样品进行机械初步粉碎；
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。
2.根据权利要求1所述的一种添加钒的合金微波吸收材料及制备方法，其特征在于，在步骤⑴中，按照原子比为Fe17Nd2-xVx（0.2≤X≤0.4）配料。
3.根据权利要求1所述的一种添加钒的合金微波吸收材料及制备方法，其特征在于，在步骤⑸中，退火温度控制在500-600℃，退火时间为13-15天。
4.根据权利要求1所述的一种添加钒的合金微波吸收材料及制备方法，其特征在于，在步骤⑼中，球料比为15:1，行星式球磨机速度控制200-300 r/min运行。
5.根据权利要求1所述的一种添加钒的合金微波吸收材料及制备方法，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40-70h。
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