CN108017384A - 一种吸波墙砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种吸波墙砖及其制备方法，该吸波墙砖由MnZn铁氧体体回收料、BSi玻璃混合成型烧结而成，该吸波墙砖在0.5～2GHz内具有电磁波吸收能力。所述墙砖的配方包括MnZn铁氧体体回收料占比例为60‑95wt％，MnZn铁氧体体回收料颗粒尺寸为D50＝1.0‑2.3μm，BSi玻璃占比例为5‑40wt％。其烧结后5.5mm的厚度的磁砖在0.5～2GHz频段内吸波能力可达‑23dB以上。

Description

一种吸波墙砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及新型电磁功能材料技术领域，尤其涉及一种吸波墙砖及其制备方法。
背景技术
目前电磁辐射越来越严重，很多特殊的建筑物都提出了防电磁干扰的需求。吸波材料由于以前属于军用技术，最近一些年随着民用频率的提升开始转为民用领域。首先，吸波材料传统的设计方法都习惯于采用非常昂贵的材料，比如羰基铁粉末，羰基铁纤维，片状合金粉末，铁氧体粉末，碳纤维，玻璃微珠，环氧树脂等等。第二，在军用领域吸波材料技术上除了保证吸波性能外还往往强调薄轻，而作为民用不需要去考虑太多薄轻的问题，但是成本必须低廉才能具有实用性。第三，以往的吸波材料都使用了大量的金属与有机物，其在耐候性耐腐蚀能力均较差。MnZn铁氧体是一种广泛应用而且产量最大的软磁铁氧体，其生产过程会产生大量的磨削废料和不良品，如果直接废弃造成大量的浪费，由于无法降解，也不利于环保。
MnZn铁氧体属于软磁材料具有化学性能稳定，耐酸碱，在电感器、变压器领域已经得到了广泛的应用。但是将其应用与吸波材料领域，尚未见报导。
发明内容
本发明的目的在于提出一种吸波墙砖的材料成份配方及工艺方法。
以往的相关发明中，吸波砖采用纯NiZn铁氧体烧结而成，其在20-500MHz有很好的吸波效果，但是无法满足更高频段的要求。NiZn铁氧体原材料含有NiO，价格昂贵，无法大规模推广，并且由于纯铁氧体很脆，安装要求高，目前在特殊的实验室使用螺栓固定，不能用水泥贴装。因此本发明对其进行了改进，使其具备更低的成本，并且提高了强度，能满足普通建筑施工的要求。同时磁砖的吸波频段提高到了0.5-2GHz。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种吸波墙砖的制备方法，其步骤包括：
(1)对MnZn铁氧体回收料进行除杂处理，将回收的含水湿料过筛去除回收过程中混入的各种垃圾杂质。
(2)将MnZn铁氧体料浆混合BSi玻璃，其中MnZn铁氧体料占60-95wt％，BSi玻璃占5-40wt％，使用球磨机球磨，出料粒度控制D50＝1.0-2.3μm。
(3)MnZn铁氧体与BSi玻璃混合物加入PVA烘干造粒、干压成型得磁砖生坯，成型压强为4-10MPa。
(4)将成型好的磁砖生坯，使用窑炉烧结，烧结温度为1150～1280℃之间保温时间2～4小时，升温速度不能高于1.5℃/h，降温速度不能高于3℃/h，经过表面去毛刺得最终产品，烧结气氛为空气。
优选方案，步骤(1)中，所述过筛，筛网的目数大于等于60目。
优选方案，步骤(2)中，所述的球磨的出料粒度D50＝1.2-1.7μm。
优选方案，步骤(3)中，所述的磁砖成型压强为8MPa。
优选方案，步骤(4)中，所述的烧结工艺，烧结温度为1180-1200℃之间，保温时间为3小时。
优选方案，步骤(4)中，所述的烧结工艺，升温速度不能高于1℃/h，降温速度不能高于2℃/h。
下面对本发明做进一步解释和说明
由于磨削MnZn铁氧体磁瓦或者磁环过程中会出现大块的崩落，尺寸太大会影响球磨所以需要进行过滤，对于回收的毛坯或成品要先粉碎再过滤球磨。
MnZn铁氧体颗粒尺寸太大便烧结活性太低不利于烧结，颗粒尺寸太小会导致成型生坯密度不够，所以需要控制MnZn铁氧体的粒度。
MnZn铁氧体与BSi玻璃的含量会影响吸波的频段，吸波峰的幅值和磁砖的强度。BSi玻璃含量太低会导致磁砖强度不够，吸波频段较低在0.5GHz以下，BSi玻璃含量太大会导致吸波幅值太低。所以需要控制MnZn铁氧体与BSi玻璃的比例。
成型压力影响磁砖的烧结，太小生坯成型强度不够容易烧结时破碎，太大，会造成内外部密度过于不均烧结开裂。
烧结温度影响磁砖的性能，烧结温度过高，玻璃流失，烧结温度过低吸波峰幅值会太低。
升温速度降温速度过快都会导致磁砖在烧结过程中开裂。所以升温速度和降温速度不能太快。
与现有技术相比，本发明的优势在于:
1、本发明使用MnZn铁氧体体回收料与BSi玻璃复合制备成吸波砖，可贴在建筑物外墙或者内墙，既拥有吸波的特性又具备建筑装饰材料的功能，并且该方案耐各种腐蚀不需要长期维护，并且MnZn铁氧体体回收料属于工业废料成本非常低廉，适合大批量使用。
2、本发明的吸波墙砖烧结后5.5mm的厚度的磁砖在0.5～2GHz频段内吸波能力可达-23dB以上。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
一种MnZn铁氧体回收料与BSi玻璃吸波墙砖，其制作步骤如下：
(1)对MnZn铁氧体回收料进行除杂处理，将回收的含水湿料过60目筛去除回收过程中混入的各种垃圾杂质。
(2)将MnZn铁氧体回收料料浆混合BSi玻璃，其中MnZn铁氧体料占60wt％，BSi玻璃占40wt％，使用球磨机球磨，出料粒度测试为D50＝1.3μm。
(3)MnZn铁氧体回收料与BSi玻璃混合物加入PVA烘干造粒、干压成型得磁砖生坯，成型压强为8MPa。
(4)将成型好的磁砖生坯，使用窑炉烧结，烧结温度为1200℃之间保温时间3小时，升温速度为1℃/h，降温速度为3℃/h，经过表面去毛刺得最终产品，烧结气氛为空气。
样品磁砖厚度5.5mm时，0.5-2GHz频带内损耗为24.0dB。
实施例2
一种MnZn铁氧体回收料与BSi玻璃吸波墙砖，其制作步骤如下：
(1)对MnZn铁氧体回收料进行除杂处理，将回收的含水湿料过60目筛去除回收过程中混入的各种垃圾杂质。
(2)将MnZn铁氧体回收料料浆混合BSi玻璃，其中MnZn铁氧体料占95wt％，BSi玻璃占5wt％，使用球磨机球磨，出料粒度测试为D50＝1.4μm。
(3)MnZn铁氧体回收料与BSi玻璃混合物加入PVA烘干造粒、干压成型得磁砖生坯，成型压强为8MPa。
(4)将成型好的磁砖生坯，使用窑炉烧结，烧结温度为1200℃之间保温时间3小时，升温速度为1℃/h，降温速度为3℃/h，经过表面去毛刺得最终产品，烧结气氛为空气。
样品磁砖厚度5.5mm时，0.5-2GHz频带内损耗为28.3dB。
实施例3
一种MnZn铁氧体回收料与BSi玻璃吸波墙砖，其制作步骤如下：
(1)对MnZn铁氧体回收料进行除杂处理，将回收的含水湿料过60目筛去除回收过程中混入的各种垃圾杂质。
(2)将MnZn铁氧体回收料料浆混合BSi玻璃，其中MnZn铁氧体料占70wt％，BSi玻璃占30wt％，使用球磨机球磨，出料粒度测试为D50＝1.2μm。
(3)MnZn铁氧体回收料与BSi玻璃混合物加入PVA烘干造粒、干压成型得磁砖生坯，成型压强为8MPa。
(4)将成型好的磁砖生坯，使用窑炉烧结，烧结温度为1200℃之间保温时间3小时，升温速度为1℃/h，降温速度为3℃/h，经过表面去毛刺得最终产品，烧结气氛为空气。
样品磁砖厚度5.5mm时，0.5-2GHz频带内损耗为25.7dB。
实施例4
一种MnZn铁氧体回收料与BSi玻璃吸波墙砖，其制作步骤如下：
(1)对MnZn铁氧体回收料进行除杂处理，将回收的含水湿料过60目筛去除回收过程中混入的各种垃圾杂质。
(2)将MnZn铁氧体回收料料浆混合BSi玻璃，其中MnZn铁氧体料占80wt％，BSi玻璃占20wt％，使用球磨机球磨，出料粒度测试为D50＝1.05μm。
(3)MnZn铁氧体回收料与BSi玻璃混合物加入PVA烘干造粒、干压成型得磁砖生坯，成型压强为8MPa。
(4)将成型好的磁砖生坯，使用窑炉烧结，烧结温度为1220℃之间保温时间3小时，升温速度为1℃/h，降温速度为3℃/h，经过表面去毛刺得最终产品，烧结气氛为空气。
样品磁砖厚度5.5mm时，0.5-2GHz频带内损耗为26.8dB。
实施例5
一种MnZn铁氧体回收料与BSi玻璃吸波墙砖，其制作步骤如下：
(1)对MnZn铁氧体回收料进行除杂处理，将回收的含水湿料过60目筛去除回收过程中混入的各种垃圾杂质。
(2)将MnZn铁氧体回收料料浆混合BSi玻璃，其中MnZn铁氧体料占80wt％，BSi玻璃占20wt％，使用球磨机球磨，出料粒度测试为D50＝2.2μm。
(3)MnZn铁氧体回收料与BSi玻璃混合物加入PVA烘干造粒、干压成型得磁砖生坯，成型压强为8MPa。
(4)将成型好的磁砖生坯，使用窑炉烧结，烧结温度为1220℃之间保温时间3小时，升温速度为1℃/h，降温速度为3℃/h，经过表面去毛刺得最终产品，烧结气氛为空气。
样品磁砖厚度5.5mm时，0.5-2GHz频带内损耗为23.9dB。
实施例6
一种MnZn铁氧体回收料与BSi玻璃吸波墙砖，其制作步骤如下：
(1)对MnZn铁氧体回收料进行除杂处理，将回收的含水湿料过60目筛去除回收过程中混入的各种垃圾杂质。
(2)将MnZn铁氧体回收料料浆混合BSi玻璃，其中MnZn铁氧体料占80wt％，BSi玻璃占20wt％，使用球磨机球磨，出料粒度测试为D50＝1.2μm。
(3)MnZn铁氧体回收料与BSi玻璃混合物加入PVA烘干造粒、干压成型得磁砖生坯，成型压强为8MPa。
(4)将成型好的磁砖生坯，使用窑炉烧结，烧结温度为1130℃之间保温时间3小时，升温速度为1℃/h，降温速度为3℃/h，经过表面去毛刺得最终产品，烧结气氛为空气。
样品磁砖厚度5.5mm时，0.5-2GHz频带内损耗为23.6dB。
实施例7
一种MnZn铁氧体回收料与BSi玻璃吸波墙砖，其制作步骤如下：
(1)对MnZn铁氧体回收料进行除杂处理，将回收的含水湿料过60目筛去除回收过程中混入的各种垃圾杂质。
(2)将MnZn铁氧体回收料料浆混合BSi玻璃，其中MnZn铁氧体料占80wt％，BSi玻璃占20wt％，使用球磨机球磨，出料粒度测试为D50＝1.2μm。
(3)MnZn铁氧体回收料与BSi玻璃混合物加入PVA烘干造粒、干压成型得磁砖生坯，成型压强为8MPa。
(4)将成型好的磁砖生坯，使用窑炉烧结，烧结温度为1250℃之间保温时间3小时，升温速度为1℃/h，降温速度为3℃/h，经过表面去毛刺得最终产品，烧结气氛为空气。
样品磁砖厚度5.5mm时，0.5-2GHz频带内损耗为28.1dB。
对比例8
一种MnZn铁氧体回收料与BSi玻璃吸波墙砖，其制作步骤如下：
(1)对MnZn铁氧体回收料进行除杂处理，将回收的含水湿料过60目筛去除回收过程中混入的各种垃圾杂质。
(2)将MnZn铁氧体回收料料浆混合BSi玻璃，其中MnZn铁氧体料占55wt％，BSi玻璃占45wt％，使用球磨机球磨，出料粒度测试为D50＝1.2μm。
(3)MnZn铁氧体回收料与BSi玻璃混合物加入PVA烘干造粒、干压成型得磁砖生坯，成型压强为8MPa。
(4)将成型好的磁砖生坯，使用窑炉烧结，烧结温度为1180℃之间保温时间3小时，升温速度为1℃/h，降温速度为3℃/h，经过表面去毛刺得最终产品，烧结气氛为空气。
样品磁砖厚度5.5mm时，0.5-2GHz频带内损耗为21.2dB。

Claims (8)

1.一种吸波墙砖，其特征是，所述吸波墙砖的成分为MnZn铁氧体体回收料和BSi玻璃，其中MnZn铁氧体体回收料的比例为60-95wt％，BSi比例为5-40wt％，其中所述MnZn铁氧体体回收料颗粒尺寸为D50＝1.0-2.3μm。
2.根据权利要求1所述吸波墙砖，其特征是，所述吸波墙砖中MnZn铁氧体体回收料的比例为选70-80wt％，BSi玻璃的比例为20-30wt％。
3.权利要求1或2所述吸波墙砖的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)对MnZn铁氧体体回收料进行除杂处理，将回收的含水湿料过筛去除回收过程中混入的各种垃圾杂质，得MnZn铁氧体体回收料浆；
(2)按比例将MnZn铁氧体体回收料浆混合BSi玻璃，使用球磨机球磨，出料粒度控制D50＝1.0-2.3μm，得混合物；
(3)将混合物加入烘干造粒、干压成型得磁砖生坯，成型压强为4-10MPa；
(4)将成型好的磁砖生坯，使用窑炉烧结，烧结温度为1150～1280℃之间保温时间2～4小时，升温速度不能高于1.5℃/h，降温速度不能高于3℃/h，经过表面去毛刺得最终产品，烧结气氛为空气。
4.根据权利要求3所述的吸波墙砖的制备方法，其特征是，步骤(1)中，所述过筛，筛网的目数大于等于60目。
5.根据权利要求3所述的吸波墙砖的制备方法，其特征是，步骤(2)中，所述的球磨的出料粒度D50＝1.2-1.7μm。
6.根据权利要求3所述的吸波墙砖的制备方法，其特征是，步骤(3)中，所述的磁砖成型压强为8MPa。
7.根据权利要求3所述的吸波墙砖的制备方法，其特征是，步骤(4)中，所述的烧结工艺，烧结温度为1180-1200℃之间，保温时间为3小时。
8.根据权利要求3所述的吸波墙砖的制备方法，其特征是，步骤(4)中，所述的烧结工艺，升温速度不能高于1℃/h，降温速度不能高于2℃/h。
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