CN108117284A - 磁性吸波水泥及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

磁性吸波水泥及其制备方法，所述磁性吸波水泥包括Sr铁氧体磨削回收料和硅酸盐水泥，所述Sr铁氧体磨削回收料的填充率为45～75vol%，所述Sr铁氧体磨削回收料的颗粒直径D50为0.8～4μm。本发明还包括所述的磁性吸波水泥的制备方法。本发明在水泥中掺杂Sr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‑13dB以上，并且成本非常低廉。

Description

磁性吸波水泥及其制备方法
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。
Sr铁氧体属于硬磁材料，化学性能稳定，耐酸碱，在电机、电器、音响领域已经得到了广泛的应用，但是，将其应用于吸波材料，尚未见报导。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种不仅吸波能力好，而且成本低廉、耐候性耐腐蚀能力较好的磁性吸波水泥及制备方法。
本发明使用Sr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Sr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Sr铁氧体磨削回收料和硅酸盐水泥，所述Sr铁氧体磨削回收料的填充率为45～75vol%（优选60～70vol%），所述Sr铁氧体磨削回收料的颗粒直径D50为0.8～4μm。
所述Sr铁氧体磨削料回收料是指Sr铁氧体磁瓦或者磁环表面磨削回收料磨细后烘干的粉料。
优选的，所述Sr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0.8～4μm；
（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4～7mm。
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Sr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。
Sr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Sr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Sr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50～60%为适宜。
所述磁性吸波水泥的制备方法是：将Sr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。
Sr铁氧体的粒度对材料的性能影响很大，粒度太粗D50＞4μm以上，频带内损耗只有-12.7dB，而颗粒太细D50＜0.8μm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-12.3dB。
Sr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Sr铁氧体后随着添加量的增多吸收峰值增大，从填充量45vol%的-17dB增加到75vol%的-26dB。当填充量超过75vol%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Sr铁氧体在水泥中的含量设定为45-75vol%。
本发明在水泥中掺入Sr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Sr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
以下结合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Sr铁氧体磨削回收料和硅酸盐水泥，所述Sr铁氧体磨削回收料的填充率为45vol%，所述Sr铁氧体磨削回收料的颗粒直径D50为0.83μm。
所述Sr铁氧体磨削料回收料是指Sr铁氧体磁瓦表面磨削回收料磨细后烘干的粉料。
所述Sr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4～7mm，出料粒度控制为0.8～4μm；
（4）将磨细后的湿料浆使用喷雾干燥的方式进行烘干处理。
所述磁性吸波水泥的制备方法是：将Sr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。
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-14.2dB。
实施例2
一种磁性吸波水泥，包括Sr铁氧体磨削回收料和硅酸盐水泥，所述Sr铁氧体磨削回收料的填充率为45vol%，所述Sr铁氧体磨削回收料的颗粒直径D50为3.8μm。
所述Sr铁氧体磨削料回收料是指Sr铁氧体磁环表面磨削回收料磨细后烘干的粉料。
所述Sr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-13.4dB。
实施例3
一种磁性吸波水泥，包括Sr铁氧体磨削回收料和硅酸盐水泥，所述Sr铁氧体磨削回收料的填充率为75vol%，所述Sr铁氧体磨削回收料的颗粒直径D50为3.8μm。
所述Sr铁氧体磨削料回收料是指Sr铁氧体磁瓦表面磨削回收料磨细后烘干的粉料。
所述Sr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4
一种磁性吸波水泥，包括Sr铁氧体磨削回收料和硅酸盐水泥，所述Sr铁氧体磨削回收料的填充率为75vol%，所述Sr铁氧体磨削回收料的颗粒直径D50为0.81μm。
所述Sr铁氧体磨削料回收料是指Sr铁氧体磁瓦表面磨削回收料磨细后烘干的粉料。
所述Sr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-16.3dB。
对比例1
一种磁性吸波水泥，包括Sr铁氧体磨削回收料和硅酸盐水泥，所述Sr铁氧体磨削回收料的填充率为78vol%，所述Sr铁氧体磨削回收料的颗粒直径D50为2μm。
所述Sr铁氧体磨削料回收料是指Sr铁氧体磁瓦表面磨削回收料磨细后烘干的粉料。
所述Sr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-17.7dB。但是水泥凝固后强度不够出现掉渣。
对比例2
一种磁性吸波水泥，包括Sr铁氧体磨削回收料和硅酸盐水泥，所述Sr铁氧体磨削回收料的填充率为40vol%，所述Sr铁氧体磨削回收料的颗粒直径D50为2μm。
所述Sr铁氧体磨削料回收料是指Sr铁氧体磁瓦表面磨削回收料磨细后烘干的粉料。
所述Sr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-10.9dB。

Claims (7)

1.磁性吸波水泥，其特征在于：包括Sr铁氧体磨削回收料和硅酸盐水泥，所述Sr铁氧体磨削回收料的填充率为45～75vol%，所述Sr铁氧体磨削回收料的颗粒直径D50为0.8～4μm。
2.根据权利要求1所述的磁性吸波水泥，其特征在于：所述Sr铁氧体磨削回收料的填充率为60～70vol%。
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Sr铁氧体磨削料回收料是指Sr铁氧体磁瓦或者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Sr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0.8～4μm；
（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4～7mm。
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Sr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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