CN108395176A - 一种磁性吸波水泥 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磁性吸波水泥，由以下原料混合而成，其原料按重量百分比计为：20～30％的MnZn铁氧体生产的废料，30～40％的Sr铁氧体生产的废料，5～10％的活性炭粉，余量为硅酸盐水泥。本发明所述磁性吸波水泥，由MnZn铁氧体生产的废料，Sr铁氧体生产的废料，活性炭粉末和硅酸盐水泥经过干混的方式制得，球磨后的原料粒径分布均匀，有利于其在硅酸盐水泥中均匀分散，从而与硅酸盐水泥充分浸润混合，本发明磁性吸波水泥的原料成本低廉，绿色环保，制备工艺简单，能够满足工业化生产要求，获得的水泥既拥有吸波的特性又具备结构材料的功能，其强度高，可耐各种腐蚀而不需要长期维护，在军用、民用领域具有广泛的应用前景。

Description

一种磁性吸波水泥
技术领域
本发明属于建筑材料及吸波材料领域，具体涉及一种磁性吸波水泥。
背景技术
水泥基材料被广泛应用于工程建筑中，但是其电磁波屏蔽能力较差，通常添加合适的吸波剂，以提高水泥基材料的电磁波屏蔽能力，传统上的吸波材料属于军用技术，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，钛酸钡，石墨烯，玻璃微珠，环氧树脂等，但是其成本昂贵，会降低水泥基材料的强度，而且其耐候性、耐腐蚀能力较差，限制了其在民用领域的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低廉、强度高、吸波性能好的磁性吸波水泥。本发明提供的这种磁性吸波水泥，由以下原料混合而成，其原料按重量百分比计为：
20～30％ MnZn铁氧体生产的废料；
30～40％ Sr铁氧体生产的废料；
5～10％ 活性炭粉；
余量为硅酸盐水泥。
优选的，所述MnZn铁氧体生产的废料的平均粒度为0.6～3μm。
优选的，所述Sr铁氧体生产的废料的平均粒度为0.8～4μm。
优选的，所述活性炭粉的平均粒度为0.3～2μm。
优选的，所述MnZn铁氧体生产的废料，通过以下方式得到：
(1)收集MnZn铁氧体产品烧结后的毛坯在磨削工序磨掉的碎屑，过筛网后得到细碎屑；
(2)将MnZn铁氧体产品的不良品进行粉碎，过筛网后得到粉末，向粉末中加入细碎屑和水，混合后得到浆料；
(3)将浆料进行球磨，干燥后得到MnZn铁氧体生产的废料。
优选的，所述筛网为30～60目筛，将磨削工序磨掉的碎屑、粉碎后的不良品进行过筛，除去大尺寸的碎片，以提高球磨效率。
优选的，所述步骤(2)中，浆料的含水量为50～60wt％，控制含水量，以提高球磨效率，使球磨后颗粒的粒度分布均匀。
优选的，所述步骤(3)中，球料比为(3～5)：1，钢球尺寸为3～6mm，球磨时间为8～13h。
优选的，所述步骤(3)中，干燥方式采用烘箱干燥、喷雾干燥中的一种。
优选的，所述Sr铁氧体生产的废料，通过以下方式得到：
S1.收集Sr铁氧体产品烧结后的毛坯在磨削工序磨掉的碎屑，过30～60目筛网，得到细碎屑；
S2.将Sr铁氧体产品的不良品进行粉碎，过30～60目筛网，得到粉末，向粉末中加入细碎屑和水，混合后得到浆料，控制浆料的含水量为50～60wt％；
S3.将浆料进行球磨，干燥后得到Sr铁氧体生产的废料。
MnZn铁氧体、Sr铁氧体作为世界上产量最高的软磁铁氧体和硬磁铁氧体，其耐酸碱，广泛应用于各类电子设备。在其生产过程产生了大量的废料，每年总量达几十万吨，由于废料无法降解，回收制作的磁芯损耗过大，重复利用价值低，目前一般采取直接堆放，既浪费了资源，又不利于环保，本发明采用MnZn铁氧体、Sr铁氧体生产的废料作为原料，实现了有价资源的二次利用。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明所述磁性吸波水泥，由MnZn铁氧体生产的废料，Sr铁氧体生产的废料，活性炭粉末和硅酸盐水泥经过干混的方式制得，使用的MnZn铁氧体生产的废料，Sr铁氧体生产的废料的粒径分布均匀，可以与硅酸盐水泥、活性炭混合均匀，而且MnZn铁氧体、Sr铁氧体生产的废料属于工业废料，成本低廉，绿色环保，实现了资源的再利用，磁性吸波水泥的制备工艺简单，能够满足工业化生产要求，获得的水泥基材料既拥有吸波的特性又具备结构材料的功能，强度较高，可耐各种腐蚀而不需要长期维护，在军用、民用领域具有广泛的应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例1所得磁性吸波水泥在2～18GHz的吸波性能图。
图2是本发明实施例2所得磁性吸波水泥在2～18GHz的吸波性能图。
图3是本发明实施例3所得磁性吸波水泥在2～18GHz的吸波性能图。
图4是本发明实施例4所得磁性吸波水泥在2～18GHz的吸波性能图。
图5是本发明实施例5所得磁性吸波水泥在2～18GHz的吸波性能图。
图6是本发明实施例6所得磁性吸波水泥在2～18GHz的吸波性能图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中的MnZn铁氧体生产的废料，其主要成分为(wt％)：Fe2O3：50～60％；MnO：30～40％，ZnO：5～15％，CaCO3：0.008～0.06％，SiO2：0.01～0.05％，SnO2：0.01～0.05％，Nb2O5：0.01～0.05％，ZrO2：0.01～0.08％，Ta2O5：0.01～0.02％，Co2O3：0.01～0.05％。
本发明实施例中的Sr铁氧体生产的废料，其主要成分为(wt％)：SrCO3：14.3～14.9％，Fe2O3：85.1～85.7％，La2O3：0.1～3％，Co2O3：0.1～1.5％，CaCO3：0.1～0.8％，SiO2：0.1～0.5％，Cr2O3：0.1～0.5％，H3BO3：0.1～0.3％，Al2O3：0.1～0.3％。
实施例1
分别称取30wt％的MnZn铁氧体生产的废料、35wt％的Sr铁氧体生产的废料、5wt％的活性炭粉和30wt％的硅酸盐水泥，其中，MnZn铁氧体颗粒的D50＝0.85μm，Sr铁氧体颗粒的D50＝1.10μm，活性炭颗粒的D50＝0.65μm，混合后制成厚度为15mm的水泥涂层，其在2～18GHz频带内损耗为-15.1dB，如图1所示，抗压强度为12.6MPa。
实施例2
分别称取20wt％的MnZn铁氧体生产的废料、30wt％的Sr铁氧体生产的废料、10wt％的活性炭粉和40wt％的硅酸盐水泥，其中，MnZn铁氧体颗粒的D50＝1.75μm，Sr铁氧体颗粒的D50＝2.20μm，活性炭颗粒的D50＝1.55μm，混合后制成厚度为15mm的水泥涂层，其在2～18GHz频带内损耗为-11.1dB，如图1所示，抗压强度为13.0MPa。
实施例3
分别称取30wt％的MnZn铁氧体生产的废料、40wt％的Sr铁氧体生产的废料、10wt％的活性炭粉和20wt％的硅酸盐水泥，其中，MnZn铁氧体颗粒的D50＝0.75μm，Sr铁氧体颗粒的D50＝0.95μm，活性炭颗粒的D50＝0.40μm，混合后制成厚度为15mm的水泥涂层，其在2～18GHz频带内损耗为-14.3dB，如图1所示，抗压强度为10.7MPa。
实施例4
分别称取30wt％的MnZn铁氧体生产的废料、40wt％的Sr铁氧体生产的废料、10wt％的活性炭粉和20wt％的硅酸盐水泥，其中，MnZn铁氧体颗粒的D50＝0.65μm，Sr铁氧体颗粒的D50＝1.05μm，活性炭颗粒的D50＝1.2μm，混合后制成厚度为15mm的水泥涂层，其在2～18GHz频带内损耗为-13.7dB，如图1所示，抗压强度为10.3MPa。
实施例5
分别称取30wt％的MnZn铁氧体生产的废料、40wt％的Sr铁氧体生产的废料、10wt％的活性炭粉和20wt％的硅酸盐水泥，其中，MnZn铁氧体颗粒的D50＝2.80μm，Sr铁氧体颗粒的D50＝3.20μm，活性炭颗粒的D50＝1.8μm，混合后制成厚度为15mm的水泥涂层，其在2～18GHz频带内损耗为-12.9dB，如图1所示，抗压强度为11.1MPa。
实施例6
分别称取20wt％的MnZn铁氧体生产的废料、25wt％的Sr铁氧体生产的废料、10wt％的活性炭粉和45wt％的硅酸盐水泥，其中，MnZn铁氧体颗粒的D50＝2.20μm，Sr铁氧体颗粒的D50＝3.10μm，活性炭颗粒的D50＝1.50μm，混合后制成厚度为15mm的水泥涂层，其在2～18GHz频带内损耗为-9.3dB，如图1所示，抗压强度为13.5MPa，由此可知，硅酸盐水泥的含量过高，吸波性能变差。
表1实施例1～6所得磁性吸波水泥的性能测试结果
从表1可以看出，当铁氧体、活性碳粉、硅酸盐水泥在合适比例时可以在2～18GHz范围内获得低于-10dB的反射率，硅酸盐水泥含量达到45％时，最后的抗压强度越大，但吸波特性明显降低。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种磁性吸波水泥，由以下原料混合而成，其原料按重量百分比计为：
20～30％ MnZn铁氧体生产的废料；
30～40％ Sr铁氧体生产的废料；
5～10％ 活性炭粉；
余量为硅酸盐水泥。
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铁氧体生产的废料的平均粒度为0.6～3μm。
3.根据权利要求1所述的磁性吸波水泥，其特征在于，所述Sr铁氧体生产的废料的平均粒度为0.8～4μm。
4.根据权利要求1所述的磁性吸波水泥，其特征在于，所述活性炭粉的平均粒度为0.3～2μm。
5.根据权利要求1所述的磁性吸波水泥，其特征在于，所述MnZn铁氧体生产的废料，通过以下方式得到：
(1)收集MnZn铁氧体产品烧结后的毛坯在磨削工序磨掉的碎屑，过筛网后得到细碎屑；
(2)将MnZn铁氧体产品的不良品进行粉碎，过筛网后得到粉末，向粉末中加入细碎屑和水，混合后得到浆料；
(3)将浆料进行球磨，干燥后得到MnZn铁氧体生产的废料。
6.根据权利要求5所述的磁性吸波水泥，其特征在于，所述筛网为30～60目筛。
7.根据权利要求5所述的磁性吸波水泥，其特征在于，所述步骤(2)中，浆料的含水量为50～60wt％。
8.根据权利要求5所述的磁性吸波水泥，其特征在于，所述步骤(3)中，球料比为(3～5)：1，钢球尺寸为3～6mm，球磨时间为8～13h。
9.根据权利要求5所述的磁性吸波水泥，其特征在于，所述步骤(3)中，干燥方式采用烘箱干燥、喷雾干燥中的一种。
10.根据权利要求1所述的磁性吸波水泥，其特征在于，所述Sr铁氧体生产的废料，通过以下方式得到：
S1.收集Sr铁氧体产品烧结后的毛坯在磨削工序磨掉的碎屑，过30～60目筛网，得到细碎屑；
S2.将Sr铁氧体产品的不良品进行粉碎，过30～60目筛网，得到粉末，向粉末中加入细碎屑和水，混合后得到浆料，控制浆料的含水量为50～60wt％；
S3.将浆料进行球磨，干燥后得到Sr铁氧体生产的废料。
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