CN106607593A - 一种添加Tb的Fe-Ni基合金吸波微粉及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种添加Tb的Fe-Ni基合金吸波微粉及其制备工艺。该吸波微粉是以Tb、Fe、Ni为原料,用真空电弧炉将其熔炼成合金锭,并通过均匀化和淬火处理后,再用研磨罐进行机械粉碎,最后在酒精充满球磨罐内的保护下,用行星式球磨机进行球磨处理,球磨的粉末通过自然晾干,即可得合金吸波微粉,该吸波微粉具有吸收频带宽,吸收率高等优点,具有广泛应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种合金吸波微粉材料,特别涉及一种添加Tb的合金吸波微粉及其制备方法。
背景技术
随着现代雷达和微波电子技术迅猛发展,使吸波材料在国防和民用领域得到广泛应用。特别是,由于移动通讯和电子设备在日常生活中使用越来越广泛,例如应用在人体安全防护、微波暗室消除设备、通讯及导航系统的电磁干扰、安全信息保密、改善整机性能、提高信噪比、电磁兼容,以及波导或同轴吸收元件等许多方面。使得努力研制在1-18 GHz频段内具有吸波性能好,厚度较薄,吸波频带宽,成本低廉的吸波材料已经成为各国材料研究的热点之一。
吸波材料是指能将表面的电磁波最大限度地转变成其它形式的能量,以耗散、衰减或吸收电磁波能量,从而达到减少或消除电磁波反射目的的一类功能材料。优良吸波材料要求具有强吸收,宽频等。传统的吸波材料主要有铁氧体型和磁性金属(合金)微粉等。由于铁氧体在1-18GHz 频段下饱和磁化强度低,微波磁导率较小,吸波能力差,而且匹配厚度较厚(厘米级),因此铁氧体材料在该频段的应用受到很大的局限。而片状软磁金属微粉由于居里温度高,温度稳定性好,且片状软磁金属微粉由于处于表面的原子数越来越多,高浓度晶界和晶界原子的特殊结构导致材料在电磁场的辐射下,原子、电子运动加剧,促使磁化,使电磁能转化为热能,从而增加了对电磁波的吸收,作为电磁波吸收剂具有很好的应用前景,目前软磁合金微粉主要有Fe、Co、Ni及其合金微粉等。
稀土元素因其特异的物理和化学性能,特别是特异的电、光、磁和催化性能而被誉为新材料的宝库,稀土原子核外电子层中4f 壳层不满,具有磁矩, 4f 壳层“深埋”在原子中,在很大程度上不受传导电子和邻近点阵的影响,稀土原子或离子的磁矩大小不仅与原子或离子的gI 因子有关, 还与原子总角动量J 有关, 这些独特的性质使稀土磁性材料在许多领域产生突破性进展, 如稀土永磁、巨磁致伸缩材料、庞磁电阻材料、磁光和磁制冷材料等,稀土特异性也必将影响电波吸收材料的吸收机制, 如复数磁导率和自然共振频率等,因此稀土及其化合物的添加已经成为改善吸波材料特性的有效途径。研究发现将一定量的稀土元素掺杂到铁基中后,能显著地改善铁基合金的吸波性能。本发明通过选取一定含量的稀土元素添加到Fe–Ni基合金中,制备出一种性能优异的吸波合金微粉。
发明内容
一种添加Tb的Fe-Ni基合金吸波微粉,该吸波微粉的制备工艺包括如下步骤:
⑴ 以Tb、Fe、Ni为原料按一定原子配比配料;
⑵ 将所配的原料用真空电弧炉中进行熔炼,使其熔炼成合金锭;
⑶ 将合金锭用石英玻璃管中进行真空密封;
⑷ 将密封的合金进行均匀化处理;
⑸ 均匀化处理一段时间后,进行淬火;
⑹ 淬火后取出合金锭进行机械粉碎;
⑺ 收集粉碎的粉末,将粉末倒入球磨罐中;
⑻ 用酒精倒满球磨罐,盖好罐盖,放入球磨机进行球磨处理;
⑼ 球磨结束后把合金微粉取出晾干,即可得一种合金吸波微粉材料。
优先地,在步骤⑴中,原料Tb、Fe、Ni的原子配比为Tb2Fe xNi17-x(2≤X≤15)。
优先地,在步骤⑷中,均匀化处理温度控制在600-700℃,时间为4-6天。
优先地,在步骤⑻中,球磨时间为60-70小时。
优先地,在步骤⑼中,合金微粉放入铁质表面上自然晾干,防止自燃。
具体实施方式
实施例一:
取适量Tb、Fe、Ni单质,按Tb2Fe2Ni15原子配比配料5g并将其混合,将混合的原料用真空电弧炉进行熔炼,使其熔炼成成分均匀的合金锭,将合金锭取出放入石英玻璃管中,将玻璃管内抽成真空,并将管口密封,密封后投入水中,观察是否有气泡冒出,没有气泡表明密封性良好,再把装有合金锭的玻璃管放入高温炉中,进行均匀化处理,温度设置为600℃,条件下进行均匀化退火处理,退火处理6天后将玻璃管投入到冰水混合物进行淬火,待冷却取出合金锭,将合金锭用研磨罐进行机械粉碎,收集粉碎的粉末,将粉末倒入球磨罐中,在酒精充满球磨罐内的保护下,用行星式球磨机进行球磨处理,球磨60小时后,把合金微粉取出放入面状铁质材料的表面,通过自然晾干,即可得一种合金吸波微粉。
实施例二:
取适量Tb、Fe、Ni单质,按Tb2Fe10Ni7原子配比配料5g原料并混合,将混合的原料用真空电弧炉进行熔炼,使其熔炼成成分均匀的合金锭,将合金锭取出放入石英玻璃管中,将玻璃管内抽成真空,并将管口密封,密封后投入水中,观察是否有气泡冒出,没有气泡表明密封性良好,再把装有合金锭的玻璃管放入高温炉中,进行均匀化处理,温度设置为600℃,条件下进行均匀化退火处理,退火处理5天后将玻璃管投入到冰水混合物进行淬火,待冷却取出合金锭,将合金锭用研磨罐进行机械粉碎,收集粉碎的粉末,将粉末倒入球磨罐中,在酒精充满球磨罐内的保护下,用行星式球磨机进行球磨处理,球磨65小时后,把合金微粉取出放入面状铁质材料的表面,通过自然晾干,即可得一种合金吸波微粉。
实施例三:
取适量Tb、Fe、Ni单质,按Tb2Fe15Ni2原子配比配料10g原料并混合,将混合的原料用真空电弧炉进行熔炼,使其熔炼成成分均匀的合金锭,将合金锭取出放入石英玻璃管中,将玻璃管内抽成真空,并将管口密封,密封后投入水中,观察是否有气泡冒出,没有气泡表明密封性良好,再把装有合金锭的玻璃管放入高温炉中,进行均匀化处理,温度设置为700℃,条件下进行均匀化退火处理,退火处理4天后将玻璃管投入到冰水混合物进行淬火,待冷却取出合金锭,将合金锭用研磨罐进行机械粉碎,收集粉碎的粉末,将粉末倒入球磨罐中,在酒精充满球磨罐内的保护下,用行星式球磨机进行球磨处理,球磨70小时后,把合金微粉取出放入面状铁质材料的表面,通过自然晾干,即可得一种合金吸波微粉。
Claims (5)
1.一种添加Tb的Fe-Ni基合金吸波微粉,其特征在于,该吸波微粉的制备工艺包括如下步骤:
⑴ 以Tb、Fe、Ni为原料按一定原子配比配料;
⑵ 将所配的原料用真空电弧炉中进行熔炼,使其熔炼成合金锭;
⑶ 将合金锭用石英玻璃管中进行真空密封;
⑷ 将密封的合金进行均匀化处理;
⑸ 均匀化处理一段时间后,进行淬火;
⑹ 淬火后取出合金锭进行机械粉碎;
⑺ 收集粉碎的粉末,将粉末倒入球磨罐中;
⑻ 用酒精倒满球磨罐,盖好罐盖,放入球磨机进行球磨处理;
⑼ 球磨结束后把合金微粉取出晾干,即可得一种合金吸波微粉材料。
2.根据权利要求1所述的一种添加Tb的Fe-Ni基合金吸波微粉,其特征在于,在步骤⑴中,原料Tb、Fe、Ni的原子配比为Ce2Fe xNi17-x(2≤X≤15)。
3.根据权利要求1所述的一种添加Tb的Fe-Ni基合金吸波微粉,其特征在于,在步骤⑷中,均匀化处理温度控制在600-700℃,时间为4-6天。
4.根据权利要求1所述的一种添加Tb的Fe-Ni基合金吸波微粉,其特征在于,在步骤⑻中,球磨时间为60-70小时。
5.根据权利要求1所述的一种添加Tb的Fe-Ni基合金吸波微粉,其特征在于,在步骤⑼中,合金微粉放入铁质表面上自然晾干。
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CN107785668A (zh) * | 2017-09-26 | 2018-03-09 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种毫米波电磁波吸收材料及其制备方法和应用 |
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