CN108046688A - 一种磁性吸波水泥及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种磁性吸波水泥及其制备方法，所述磁性吸波水泥包括MnZn铁氧体磨削回收料和硅酸盐水泥，所述MnZn铁氧体磨削回收料的填充率为40～70vol%，所述MnZn铁氧体磨削回收料的颗粒直径D50为0.6～3μm。本发明还包括所述磁性吸波水泥的制备方法。本发明在水泥中掺杂MnZn铁氧体磨削回收料，其在成型固化后在8‑18GHz的频段内15mm厚度吸波能力可达到‑15dB以上，并且成本非常低廉。
Description
技术领域
本发明涉及电磁功能结构一体化材料，尤其涉及一种磁性吸波水泥及其制备方法。
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，其耐候性耐腐蚀能力均较差。
以往的相关发明中，采用水泥中掺杂炭黑、四氧化三铁，钛酸钡甚至石墨烯来提高硅酸盐水泥的吸波性能，尽管其在某些频段能达到很好的吸波效果，但是性能仍然不高，并且其成份中许多原料价格较高，使得吸波水泥成本太高，难以大规模推广。
MnZn铁氧体属于软磁材料，化学性能稳定，耐酸碱，主要用于制作变压器、电感器，广泛应用于各类电子设备，但是，将其应用于吸波水泥，尚未见报导。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提出一种不仅吸波能力好，而且成本低廉、耐候性耐腐蚀能力好的磁性吸波水泥及其制备方法。
本发明使用MnZn铁氧体磨削回收料与硅酸盐水泥混合的方式，水泥既拥有吸波的特性又具备结构材料的功能，并且该方案耐各种腐蚀不需要长期维护，并且MnZn铁氧体磨削回收料属于工业废料，成本非常低廉，适合大批量使用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种磁性吸波水泥，包括MnZn铁氧体磨削回收料和硅酸盐水泥，所述MnZn铁氧体磨削回收料的填充率为40～70vol%（优选55～65vol%），所述MnZn铁氧体磨削回收料的颗粒直径D50为0.6～3μm。
所述MnZn铁氧体磨削料回收料是指MnZn铁氧体磁芯或磁环表面磨削回收料磨细后烘干的粉料。
优选的，所述MnZn铁氧体磨削回收料经过磨细烘干处理，具体步骤如下：
（1）将磨削碎屑进行收集，使用30～60目筛网进行过滤，分离出大块的碎片；
（2）将过滤后的浆料倒入沉淀塔进行沉淀，放出一部分表面清水，控制含水量在50～60wt%；
（3）将沉淀后的料浆倒入滚筒球磨机球磨，出料粒度控制为0.6～3μm；
（4）将磨细后的湿料浆进行烘干处理。
步骤（3）中，球料比为3～5:1，钢球尺寸为3～6mm。
步骤（4）中，使用喷雾干燥的方式或者烘箱进行烘干处理。
由于磨削MnZn铁氧体磁芯或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。
MnZn铁氧体磨削料颗粒分布非正态不利于在硅酸盐水泥中均匀分散，颗粒尺寸太大的MnZn铁氧体粉末容易在水泥成型过程中沉降，使得成份不均，会影响到吸波性能，所以，需要对MnZn铁氧体磨削料进行球磨。
为了能保证球磨的效率与粒度分布能受到控制，需要对浆料的含水量进行控制，一般在50～60wt%为适宜。
所述磁性吸波水泥的制备方法是：将MnZn铁氧体磨削回收料与硅酸盐水泥采用干混的方式混合制得。
MnZn铁氧体的粒度对材料的性能影响很大，粒度太粗D50＞3μm以上，频带内损耗只有-13.6dB，而颗粒太细D50＜0.6μm则会导致团聚亦无法与硅酸盐水泥充分浸润混合，频带内损耗也只有-14.1dB。
MnZn铁氧体的填充量对水泥的吸波性能影响很大，同时也影响水泥的结构特性。水泥中添加MnZn铁氧体后随着添加量的增多吸收峰值先增大后减小，从填充量40vol%的-22dB增加到最优比例65vol%的-35dB，到70vol%下降为-27dB。当填充量超过70vol%时会因为硅酸盐水泥的含量太低而导致水泥凝固后强度不足。因此，本发明中将MnZn铁氧体在水泥中的含量设定为40-70vol%。
本发明在水泥中掺入MnZn铁氧体磨削回收料，在8-18GHz频段内全频段达到-15dB以上的吸收，具有较强的吸波能力。
本发明采用MnZn铁氧体磨削回收料作为原料，属于废物利用，有利于环保。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种磁性吸波水泥，包括MnZn铁氧体磨削回收料和硅酸盐水泥，所述MnZn铁氧体磨削回收料的填充率为40vol%，所述MnZn铁氧体磨削回收料的颗粒直径D50为0.65μm。
所述MnZn铁氧体磨削料回收料是指MnZn铁氧体磁芯表面磨削回收料磨细后烘干的粉料。
所述MnZn铁氧体磨削回收料经过磨细烘干处理，具体步骤如下：
（1）将磨削碎屑进行收集，使用50目筛网进行过滤，分离出大块的碎片；
（2）将过滤后的浆料倒入沉淀塔进行沉淀，放出一部分表面清水，控制含水量在55wt%；
（3）将沉淀后的料浆倒入滚筒球磨机球磨，球料比为4:1，钢球尺寸为3～6mm，出料粒度控制为0.6～3μm；
（4）将磨细后的湿料浆使用喷雾干燥的方式烘干。
所述磁性吸波水泥的制备方法是：将MnZn铁氧体磨削回收料与硅酸盐水泥采用干混的方式混合。
将所述的磁性吸波水泥成型固化，厚度15mm，8-18GHz频带内损耗为-16.1dB。
实施例2
一种磁性吸波水泥，包括MnZn铁氧体磨削回收料和硅酸盐水泥，所述MnZn铁氧体磨削回收料的填充率为40vol%，所述MnZn铁氧体磨削回收料的颗粒直径D50为2.9μm。
所述MnZn铁氧体磨削料回收料是指MnZn铁氧体磁环表面磨削回收料磨细后烘干的粉料。
所述MnZn铁氧体磨削回收料经过磨细烘干处理，具体步骤同实施例1。
所述磁性吸波水泥的制备方法同实施例1。
将所述的磁性吸波水泥成型固化，厚度15mm，8-18GHz频带内损耗为-15.8dB。
实施例3
一种磁性吸波水泥，包括MnZn铁氧体磨削回收料和硅酸盐水泥，所述MnZn铁氧体磨削回收料的填充率为70vol%；所述MnZn铁氧体磨削回收料的颗粒直径D50为2.8μm。
所述MnZn铁氧体磨削料回收料是指MnZn铁氧体磁芯表面磨削回收料磨细后烘干的粉料。
所述MnZn铁氧体磨削回收料经过磨细烘干处理，具体步骤同实施例1。
所述磁性吸波水泥的制备方法同实施例1。
将所述的磁性吸波水泥成型固化，厚度15mm，8-18GHz频带内损耗为-16.4dB。
实施例4
一种磁性吸波水泥，包括MnZn铁氧体磨削回收料和硅酸盐水泥，所述MnZn铁氧体磨削回收料的填充率为70vol%，所述MnZn铁氧体磨削回收料的颗粒直径D50为0.62μm。
所述MnZn铁氧体磨削料回收料是指MnZn铁氧体磁芯表面磨削回收料磨细后烘干的粉料。
所述MnZn铁氧体磨削回收料经过磨细烘干处理，具体步骤同实施例1。
所述磁性吸波水泥的制备方法同实施例1。
将所述的磁性吸波水泥成型固化，厚度15mm，8-18GHz频带内损耗为-15.8dB。
对比例1
一种磁性吸波水泥，包括MnZn铁氧体磨削回收料和硅酸盐水泥，所述MnZn铁氧体磨削回收料的填充率为73vol%，所述MnZn铁氧体磨削回收料的颗粒直径D50为1.7μm。
所述MnZn铁氧体磨削料回收料是指MnZn铁氧体磁芯表面磨削回收料磨细后烘干的粉料。
所述MnZn铁氧体磨削回收料经过磨细烘干处理，具体步骤同实施例1。
所述磁性吸波水泥的制备方法同实施例1。
将所述的磁性吸波水泥成型固化，厚度15mm，8-18GHz频带内损耗为-15.3dB。水泥凝固后强度不够，出现掉渣现象。
对比例2
一种磁性吸波水泥，包括MnZn铁氧体磨削回收料和硅酸盐水泥，所述MnZn铁氧体磨削回收料的填充率为35vol%，所述MnZn铁氧体磨削回收料的颗粒直径D50为1.5μm。
所述MnZn铁氧体磨削料回收料是指MnZn铁氧体磁芯表面磨削回收料磨细后烘干的粉料。
所述MnZn铁氧体磨削回收料经过磨细烘干处理，具体步骤同实施例1。
所述磁性吸波水泥的制备方法同实施例1。
将所述的磁性吸波水泥成型固化，厚度15mm，8-18GHz频带内损耗为-13.9dB。
Claims (7)
1.一种磁性吸波水泥，其特征在于：包括MnZn铁氧体磨削回收料和硅酸盐水泥，所述MnZn铁氧体磨削回收料的填充率为40～70vol%，所述MnZn铁氧体磨削回收料的颗粒直径D50为0.6～3μm。
2.根据权利要求1所述的磁性吸波水泥，其特征在于：所述MnZn铁氧体磨削回收料的填充率为55～65vol%。
3.根据权利要求1或2所述的磁性吸波水泥，其特征在于：所述MnZn铁氧体磨削料回收料是指MnZn铁氧体磁芯或磁环表面磨削回收料磨细后烘干的粉料。
4.根据权利要求3所述的磁性吸波水泥，其特征在于：所述MnZn铁氧体磨削回收料经过磨细烘干处理，具体步骤如下：
（1）将磨削碎屑进行收集，使用30～60目筛网进行过滤，分离出大块的碎片；
（2）将过滤后的浆料倒入沉淀塔进行沉淀，放出一部分表面清水，控制含水量在50～60wt%；
（3）将沉淀后的料浆倒入滚筒球磨机球磨，出料粒度控制为0.6～3μm；
（4）将磨细后的湿料浆进行烘干处理。
5.根据权利要求4所述的磁性吸波水泥，其特征在于：步骤（3）中，球料比为3～5:1，钢球尺寸为3～6mm。
6.根据权利要求4所述的磁性吸波水泥，其特征在于：步骤（4）中，使用喷雾干燥的方式或者烘箱进行烘干处理。
7.一种如权利要求1-6任一权利要求所述的磁性吸波水泥的制备方法，其特征在于：将MnZn铁氧体磨削回收料与硅酸盐水泥采用干混的方式混合制得。
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