CN104846272A - 一种掺杂Nd、La的铁基合金吸波材料 - Google Patents

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Abstract

本发明通过把Nd、La添加到Fe基合金中，制备出优异性能的微波吸收微粉。该微粉的特征在于它是以金属Fe、Nd、La为原料，按Fe17Nd2-xMnx（0.2≤X≤0.7）的原子比例配料，经过熔炼、真空密封、均匀化处理、淬火等操作，制备出吸波合金，再把合金先用机械初步粉碎，再在汽油环境保护条件下，用行星式球磨机进行球磨，球磨结束后收集粉末晾干即可获得吸波微粉。

Description

一种掺杂Nd、La的铁基合金吸波材料
技术领域
本发明涉及一种合金吸波微粉的制备方法，特别涉及一种掺杂Nd、La的铁基合金吸波微粉的制备方法，属于功能材料领域。
背景技术
随着移动通信、电子器件广泛的使用，它带来方便的同时，也发射出辐射危害，给人造成健康影响。在军事上，隐形与反隐形技术的不断发展，隐形材料不断被开发。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。现在吸波材料广泛应用于隐形飞机、隐形导弹、人体安全防护、微波暗室消除、安全信息保密等许多方面。
微波吸收材料应具有良好的微波吸收率和宽的吸收频带，此外，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。吸波材料已达十几种之多，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。Fe基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、低频段性能差等缺点。稀土元素是一类具有被最外层电子所屏蔽的未成对 4f电子的元素，因而它们的原子和离子具有特殊的电磁性能。将一定量的稀土元素添加到铁基合金中，可以调节吸波材料吸收峰的频率范围，并可以扩展吸收频带宽度，同时能调节合金的匹配要求，改善吸波性能。本发明通过把Nd、La添加到Fe基合金中，经过熔炼、球磨制备出优异性能的微波吸收微粉。
发明内容
本发明提供一种Fe-Nd-La合金吸波材料及其制备方法，具体是按如下步骤进行：
⑴ 以纯度大于99.5%以上的Fe、Nd、La金属为原料，按Fe17Nd2-xMnx（0.2≤X≤0.7）的原子比例配料；
⑵ 用真空电弧炉将上述配好成分原料进行合金熔炼；
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 把玻璃管侵入水中，检验其是否密封完全；
⑸ 再把玻璃管放入炉子中，进行均匀化退火处理；
⑹ 退火结束后取出样品，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 收集初步粉碎的粉末，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Fe-Nd-La低频吸波材料。
优先地，在步骤⑴中，按照原子比为Fe17Nd2-xLax（0.4≤X≤0.6）配料。
优先地，在步骤⑸中，退火温度控制在600-700℃，退火时间为12-15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50-70h。
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，低频性能好。
具体实施方式
实施例一：
以纯度大于99.5%以上的Fe、Nd、La金属为原料，按Fe17Nd1.6La0.4成分配料6g，借助真空电弧炉将配料进行熔炼，熔炼3次，使其熔炼均匀，再把熔炼好的合金用石英玻璃管进行真空密封，将密封的石英玻璃管放入水中检验其密封性，确保密封完全后，沥干水分，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℃的环境，退火15天后，取出样品迅速放入冰水混合物中进行淬火，充分冷却后取出，砸破玻璃管拿出样品，将样品表面层打磨掉，用研钵罐将样品进行机械初步粉碎，当粒度约为0.5mm时，收集粉末倒入球磨罐中，用行星式球磨机进行球磨处理，球磨需在汽油的保护下，球料质量比为15:1，转速为200 r/min。球磨70 h后把汽油倒出，取出样品粉末，晾干，即可获得供一种Fe-Nd-La低频吸波材料。
实施例二：
以纯度大于99.5%以上的Fe、Nd、La金属为原料，按Fe17Nd1.5La0.5成分配料6g，借助真空电弧炉将配料进行熔炼，熔炼3次，使其熔炼均匀，再把熔炼好的合金用石英玻璃管进行真空密封，将密封的石英玻璃管放入水中检验其密封性，确保密封完全后，沥干水分，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650℃的环境，退火14天后，取出样品迅速放入冰水混合物中进行淬火，充分冷却后取出，砸破玻璃管拿出样品，将样品表面层打磨掉，用研钵罐将样品进行机械初步粉碎，当粒度约为0.5mm时，收集粉末倒入球磨罐中，用行星式球磨机进行球磨处理，球磨需在汽油的保护下，球料质量比为15:1，转速为250 r/min。球磨60 h后把汽油倒出，取出样品粉末，晾干，即可获得供一种Fe-Nd-La低频吸波材料。
实施例三：
以纯度大于99.5%以上的Fe、Nd、La金属为原料，按Fe17Nd1.4La0.6成分配料6g，借助真空电弧炉将配料进行熔炼，熔炼3次，使其熔炼均匀，再把熔炼好的合金用石英玻璃管进行真空密封，将密封的石英玻璃管放入水中检验其密封性，确保密封完全后，沥干水分，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700℃的环境，退火12天后，取出样品迅速放入冰水混合物中进行淬火，充分冷却后取出，砸破玻璃管拿出样品，将样品表面层打磨掉，用研钵罐将样品进行机械初步粉碎，当粒度约为0.5mm时，收集粉末倒入球磨罐中，用行星式球磨机进行球磨处理，球磨需在汽油的保护下，球料质量比为15:1，转速为300 r/min。球磨50h后把汽油倒出，取出样品粉末，晾干，即可获得供一种Fe-Nd-La低频吸波材料。

Claims (5)

1.一种Fe-Nd-La合金微波吸收微粉及其制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
⑴ 以纯度大于99.5%以上的Fe、Nd、La金属为原料，按Fe17Nd2-xMnx（0.2≤X≤0.7）的原子比例配料；
⑵ 用真空电弧炉将上述配好成分原料进行合金熔炼；
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 把玻璃管侵入水中，检验其是否密封完全； 
⑸ 再把玻璃管放入炉子中，进行均匀化退火处理；
⑹ 退火结束后取出样品，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 收集初步粉碎的粉末，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Fe-Nd-La低频吸波材料。
2.根据权利要求1所述的一种Fe-Nd-La合金微波吸收微粉及其制备方法，其特征在于，在步骤⑴中，按照原子比为Fe17Nd2-xLax（0.4≤X≤0.6）配料。
3.根据权利要求1所述的一种Fe-Nd-La合金微波吸收微粉及其制备方法，其特征在于，在步骤⑸中，退火温度控制在600-700℃，退火时间为12-15天。
4.根据权利要求1所述的一种Fe-Nd-La合金微波吸收微粉及其制备方法，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Fe-Nd-La合金微波吸收微粉及其制备方法，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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