CN108193089B - 一种LaFeCo磁性吸波材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LaFeCo磁性吸波材料及其制备方法,所述LaFeCo磁性吸波材料分子式的化学计量比为:La:7.1,Fe:0‑7.1,Co:85.8‑92.9。所述制备方法包括如下步骤:1)配料;2)熔炼;3)热处理;4)球磨制粉。LaFeCo合金磁性吸波材料,在2GHz‑18GHz微波波段内有较好的微波吸收特性,吸收频带宽,温度稳定性好,抗腐蚀性能好,而且具有制备工艺简单、可操作性强等特点。在磁性吸波材料中,本发明的LaFeCo合金磁性吸波材料适用于制备具有吸收频带宽、吸波性能好、热稳定性好和具有一定抗氧化能力和耐腐蚀性能的微波吸收产品。
Description
技术领域
本发明涉及磁性微波吸收材料,具体是一种LaFeCo磁性吸波材料及其制备方法。
背景技术
21世纪以来,电子科学技术发展迅速,微波应用技术、雷达探测技术更是得到了进一步提高;医疗设备以及低频电子设备的应用更加广泛;电子仪器向轻量、小型化的发展趋势日渐明朗,电路集成化程度日益提高。由此带来的电磁辐射、电磁干扰问题成为了影响人类健康生活、设备正常运行的重大因素。为了解决电磁辐射以及泄露等所带来的电磁污染问题,人们进行了大量研究,其中采用磁性吸波材料来吸收电磁波,以此来降低电磁波的辐射和干扰,具有较好的效果。
在特定频段范围得到质量轻、厚度薄、耐腐蚀性好和吸收能力强的材料,对于微波吸收材料应用有着重要的意义。目前应用最多的软磁合金微粉主要是Fe、Co、Ni及其合金微粉等,各种制备工艺都相对成熟。Co及其合金材料具有较高饱和磁化强度、高磁导率和优良的耐蚀性等特点;稀土元素在声、光、电、磁等方面具有优异的特性,原因是其独有的3d-4f轨道结构,这种结构使得其第五层的电子壳层能够很好的屏蔽第四层的电子,降低邻近的离子势场对4f电子层的影响,稀土目前成为目前的研究热点。因为Co价格昂贵,成本较高,Fe元素价格相对Co低廉很多,同时,Fe、Co是同族的元素,具有类似的声光电磁性能,所以考虑将Fe元素替代部分Co,将其以合适的比例进行配比,可在一定程度上改善其电磁参数,有利于开发出在S波段(2-4GHz)和C波段(4-8GHz)具有良好吸波性能且物美价廉的新型磁性吸波材料。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足,而提供一种LaFeCo磁性吸波材料及其制备方法。这种磁性吸波材料在2GHz-18GHz微波波段内具有吸收频带宽、吸波效率高、热稳定性好、耐腐蚀性能好、抗氧化能力好等特点。这种方法的优点是工艺简单,可操作性强。
实现本发明目的的技术方案是:
一种LaFeCo磁性吸波材料,所述LaFeCo磁性吸波材料分子式的化学计量比为:La:7.1,Fe:0-7.1,Co:85.8-92.9。
一种LaFeCo磁性吸波材料的制备方法,包括如下步骤:
1)配料:以纯度≥99.90%的La、Fe、Co金属为原料,按La7.1Fe0~7.1Co85.8~92.9化学计量式配料;
2)熔炼:将步骤1)中所述的配料在氩气保护下熔炼,得到铸锭;
3)热处理:将步骤2)中所熔炼的铸锭在真空下或氩气保护下进行热处理;
4)球磨制粉:将步骤3)中热处理后的铸锭首先用玛瑙研钵研磨,获得合金粗粉,然后对粗粉进行球磨得到LaFeCo磁性吸波材料。
步骤2)中所述的熔炼,是在标准的非自耗真空电弧炉中进行,为了保证合金的成分均匀性,需翻转熔炼3-5次。
步骤3)中所述的热处理过程包括保温2-15天,之后用冰水混合物进行淬火。
步骤3)中所述的热处理为均匀化热处理,均匀化热处理的温度为800℃-1000℃。
步骤4)中球磨制粉采用行星式球磨机进行球磨,氧化锆球和粗粉按15:1-20:1的质量比放入氧化锆罐中,加入乙醇作保护剂,球磨时间为15小时-20小时,转速为300转/分钟-350转/分钟。
本发明的LaFeCo合金磁性吸波材料,在2GHz-18GHz微波波段内有较好的微波吸收特性,吸收频带宽,温度稳定性好,抗腐蚀性能好,而且具有制备工艺简单、可操作性强等特点。在磁性吸波材料中,本发明的LaFeCo合金磁性吸波材料适用于制备具有吸收频带宽、吸波性能好、热稳定性好和具有一定抗氧化能力和耐腐蚀性能的微波吸收产品。
附图说明
图1是为实施例的制备方法工艺流程示意图;
图2为实施例中La7.1Fe1.4Co91.5磁性吸波材料反射率测试结果图;
图3为实施例中La7.1Fe4.3Co88.6磁性吸波材料反射率测试结果图;
图4为实施例中La7.1Fe7.1Co85.8磁性吸波材料反射率测试结果图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明内容做进一步的阐述,但不是对本发明的限定。
实施例1:
参照图1,制备La7.1Fe1.4Co91.5磁性吸波材料包括如下步骤:
1)将纯度均≥99.90%的La、Co、Fe金属,按La7.1Fe1.4Co91.5的化学计量比配料;
2)在氩气保护下于标准的电弧炉中熔炼,为了保证合金的成分均一性,反复翻转熔炼3-5次;
3)将熔炼好的铸锭在真空保护下于850℃温度下保温12天后冰水淬火;
4)将获得合金铸锭机械破碎,获得合金粗粉,然后把氧化锆球和粗粉按20:1的质量比放入氧化锆罐中,加入乙醇作保护剂,用QM-lSP行星式球磨机对合金粗粉球磨25小时,球磨机转速为350转/分钟。
产品测试:按合金粉体:石蜡=4:1(质量比)的比例混合,制成外径和内径分别为7mm和3mm,厚度在3.5mm左右的同轴试样,采用安捷伦5230C微波矢量网络分析仪分别测量试样在2-18GHz频段的复磁导率、复介电常数。然后采用下式计算模拟出单层吸波材料在厚度分别为1.5mm、2.0mm、2.2mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm的反射率R:
性能测试结果:
图2为La7.1Fe1.4Co91.5复合物在2-18GHz微波波段内厚度分别为1.5mm、2.0mm、2.2mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm时的反射率。从图中可得:在所有的厚度中,在2-18GHz微波波段内,反射率峰值均小于-15dB,且具有较好的宽频效果;当厚度在2.0mm-3.5mm时,此复合物在C波段(4-8GHz)与S波段(2-4GHz)均具有优良的微波吸收效果;当复合物厚度为2.5mm时,在4.48GHz频率处反射率最小峰值可达-30.06dB。是一种具有低频段应用潜力的高性能吸波材料。
实施例2:
参照图1,制备La7.1Fe4.3Co88.6磁性吸波材料包括如下步骤:
1)将纯度均≥99.90%的La、Co、Fe金属,按La7.1Fe4.3Co88.6的化学计量比配料;
2)在氩气保护下于标准的电弧炉中熔炼,为了保证合金的成分均匀性,反复翻转熔炼3-5次;
3)将熔炼好的铸锭在真空保护下于900℃温度下保温14天后冰水淬火;
4)将获得合金铸锭机械破碎,获得合金粗粉,然后把氧化锆球和粗粉按15:1的质量比放入氧化锆罐中,加入乙醇作保护剂,用QM-lSP行星式球磨机对合金粗粉球磨24小时,球磨机转速为350转/分钟。
产品测试:产品测试:合金粉体:石蜡=4:1(质量比)的比例混合,制成外径和内径分别为7mm和3mm,厚度在3.5mm左右的同轴试样,测量和计算同实施例1,计算模拟出单层吸波材料在厚度分别为1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm的反射率R。
性能测试结果:
图3为La7.1Fe4.3Co88.6粉体/石蜡复合物在2-18GHz微波波段内厚度分别为1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm时的反射率。从图中可得:在C波段中,反射率峰值均小于-15dB,且具有较好的宽频效果;当厚度为2.5mm时,在4.4GHz处反射率最小峰值可达到-30.62dB,R<-10dB的频宽为1.36GHz。
实施例3:
参照图1,制备La7.1Fe7.1Co85.8磁性吸波材料包括如下步骤:
1)将纯度均≥99.90%的La、Co、Fe金属,按La7.1Fe7.1Co85.8化学计量比配料;
2)在氩气保护下于标准的电弧炉中熔炼,为了保证合金的成分均匀性,反复翻转熔炼3-5次;
3)将熔炼好的铸锭在真空保护下于900℃温度下保温15天后冰水淬火;
4)将获得合金铸锭机械破碎,获得合金粗粉,然后把氧化锆球和粗粉按20:1的质量比放入氧化锆罐中,加入乙醇作保护剂,用QM-lSP行星式球磨机对合金粗粉球磨25小时,球磨机转速为350转/分钟。
产品测试:产品测试:合金粉体:石蜡=4:1(质量比)的比例混合,制成外径和内径分别为7mm和3mm,厚度在3.5mm左右的同轴试样,测量和计算同实施例1,计算模拟出单层吸波材料在厚度分别为1.5mm、2.0mm、2.3mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm的反射率的反射率R。
性能测试结果:
图4为La7.1Fe7.1Co85.8粉体/石蜡复合物在2-18GHz微波波段内厚度分别为1.5mm、2.0mm、2.3mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm时的反射率。从图中可得:在所有的厚度中,反射率峰值均小于-10dB,且具有较好的宽频效果;当厚度为2.3mm时,在4.96GHz处反射率最小峰值可达到-32.41dB。
Claims (4)
1.一种LaFeCo磁性吸波材料的制备方法,其特征在于:所述LaFeCo磁性吸波材料分子式的化学计量比为:La:7.1,Fe:1.4-7.1,Co:85.8-91.5;
所述LaFeCo磁性吸波材料的制备方法包括如下步骤:
1)配料:以纯度≥99.90%的La、Fe、Co金属为原料,按La7.1Fe1.4~7.1Co85.8~91.5化学计量式配料;
2)熔炼:将步骤1)中的配料在氩气保护下熔炼,得到铸锭;
3)热处理:将步骤2)中所熔炼的铸锭在真空下或氩气保护下进行热处理;
4)球磨制粉:将步骤3)中热处理后的铸锭首先用玛瑙研钵研磨,获得合金粗粉,然后对粗粉进行球磨得到LaFeCo磁性吸波材料;
步骤3)中所述的热处理为均匀化热处理,均匀化热处理的温度为800℃-1000℃,均匀化热处理的保温时间为2-15天,之后用冰水混合物进行淬火;
步骤4)中所述的球磨制粉采用行星式球磨机进行球磨,氧化锆球和粗粉按15:1-20:1的质量比放入氧化锆罐中,加入乙醇作保护剂,球磨时间为15小时-20小时,转速为300转/分钟-350转/分钟。
2.根据权利要求1所述的LaFeCo磁性吸波材料的制备方法,其特征在于:步骤2)中所述的熔炼,是在标准的非自耗真空电弧炉中进行,需翻转熔炼3-5次。
3.根据权利要求1所述的LaFeCo磁性吸波材料的制备方法,其特征在于:步骤2)中所述的熔炼,是在氩气做保护剂下进行。
4.用权利要求1-3任意一项所述的LaFeCo磁性吸波材料的制备方法,制备所得的LaFeCo磁性吸波材料。
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Application publication date: 20180622 Assignee: Guilin Xinyuan Technology Co.,Ltd. Assignor: GUILIN University OF ELECTRONIC TECHNOLOGY Contract record no.: X2022450000478 Denomination of invention: A LaFeCo magnetic wave absorbing material and its preparation method Granted publication date: 20200424 License type: Common License Record date: 20221229 |