CN108424116A - 一种吸波墙砖的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种吸波墙砖的制备方法，包括以下步骤：（1）将锶铁氧体回收料过60目筛，得锶铁氧体回收料浆；（2）将锶铁氧体回收料浆与BSi玻璃混合，使用球磨机球磨，出料粒度控制中位粒径D50=0.8‑2.6μm，得混合物；（3）将混合物加入聚乙烯醇溶液，混合均匀，烘干造粒、干压成型，成型压强为4‑10MPa，得成型好的磁砖生坯；（4）将成型好的磁砖生坯，使用窑炉烧结，烧结后冷却，得最终产品。本发明所得吸波墙砖成本低，强度高，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2‑4GHz。其烧结成5.5mm厚度的磁砖，在2~4GHz频段内吸波能力可达‑21dB以上。

Description

一种吸波墙砖的制备方法
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的制备方法。
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，其耐候性、耐腐蚀能力均较差。这些限制了民用吸波材料的应用。
锶（Sr）铁氧体是一种广泛应用而且产量极大的铁氧体，每年国内产量达50万吨，其生产过程会产生大量的磨削废料和不良品（为锶铁氧体回收料），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。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领域，尚未见报导。
现有技术中，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；而且，NiZn铁氧体原材料中NiO的价格昂贵，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，成本高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种成本低的吸波墙砖的制备方法，可利用废弃的锶铁氧体。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是，
一种吸波墙砖的制备方法，包括以下步骤：
（1）将锶铁氧体回收料过60目筛，得锶铁氧体回收料浆；
锶铁氧体回收料含水，将回收的含水湿料过60目过筛，进行除杂处理，去除回收过程中混入的各种垃圾杂质。
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，所以回收料中会存在尺寸太大的块料，而尺寸太大会影响后续球磨，所以需要进行过筛。
本发明原料采用锶铁氧体回收料成本更低，若没有锶铁氧体回收料，也可采用锶铁氧体，但成本较锶铁氧体回收料高，较纯NiZn铁氧体要低。
（2）将步骤（1）所得锶铁氧体回收料浆与BSi玻璃混合，混合物中锶铁氧体回收料浆的质量百分比为70-98wt%，BSi玻璃的质量百分比为2-30wt%，使用球磨机球磨，出料粒度控制中位粒径D50=0.8-2.6μm，得混合物；
锶铁氧体回收料浆与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1GHz以下，BSi玻璃含量太高会导致吸波幅值太低。所以需要控制Sr铁氧体与BSi玻璃的比例。
Sr铁氧体颗粒尺寸太大，会使得烧结活性太低，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Sr铁氧体的出料粒度。
（3）将步骤（2）所得混合物加入聚乙烯醇（PVA）溶液，聚乙烯醇（PVA）溶液的质量浓度为5-10%，加入量为混合物重量的5-7%，混合均匀，烘干造粒、干压成型，成型压强为4-10MPa，得成型好的磁砖生坯；
成型压强影响磁砖的烧结，压强太小生坯成型强度不够，烧结时容易破碎，压强太大，会造成内外部密度过于不均，烧结开裂。
（4）将步骤（3）所得成型好的磁砖生坯，使用窑炉烧结，烧结温度为1130~1250℃，保温时间2~4小时，升温速度≤1.5℃/h，烧结后冷却，降温速度≤3℃/h，经过表面去毛刺，得最终产品。
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。
本发明使用Sr铁氧体回收料与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，并且该吸波墙砖耐各种腐蚀不需要长期维护，并且Sr铁氧体回收料属于工业废料，成本非常低廉，适合大批量使用。
本发明所得吸波墙砖成本低，强度高，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2-4GHz。其烧结成5.5mm厚度的磁砖，在2~4GHz频段内吸波能力可达-21dB以上。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
本实施例之吸波墙砖的制备方法，包括以下步骤：
（1）将锶铁氧体回收料过60目筛，得锶铁氧体回收料浆；
（2）将步骤（1）所得锶铁氧体回收料浆与BSi玻璃混合，其中锶铁氧体回收料浆的质量百分比为70wt%，BSi玻璃的质量百分比为30wt%，使用球磨机球磨，出料粒度控制D50=1.1μm，得混合物；
（3）将步骤（2）所得混合物加入聚乙烯醇（PVA）溶液，聚乙烯醇（PVA）溶液的质量浓度为5%，加入量为混合物重量的7%，混合均匀，烘干造粒、干压成型，成型压强为6MPa，得成型好的磁砖生坯；
（4）将步骤（3）所得成型好的磁砖生坯，使用窑炉烧结，烧结温度为1180℃，保温时间2小时，升温速度1.5℃/h，烧结后冷却，降温速度3℃/h，经过表面去毛刺，得最终产品。
本实施例所得磁砖厚度5.5mm时，2-4GHz频带内损耗为23.1dB。
实施例2
本实施例中，步骤（2）中，锶铁氧体回收料浆的质量百分比为98wt%，BSi玻璃的质量百分比为2wt%，出料粒度控制D50=1.3μm；步骤（4）中，烧结温度为1180℃，保温时间2小时。其他参数、条件与实施例1相同。
本实施例磁砖厚度5.5mm时，2-4GHz频带内损耗为27.5dB。
实施例3
本实施例中，步骤（2）中，锶铁氧体回收料浆的质量百分比为80wt%，BSi玻璃的质量百分比为20wt%，出料粒度控制D50=1.0μm；步骤（4）中，烧结温度为1180℃，保温时间2小时。其他参数、条件与实施例1相同。
本实施例中磁砖厚度5.5mm时，2-4GHz频带内损耗为24.7dB。
实施例4
本实施例中，步骤（2）中，锶铁氧体回收料浆的质量百分比为80wt%，BSi玻璃的质量百分比为20wt%，出料粒度控制D50=0.85μm；步骤（4）中，烧结温度为1180℃，保温时间2小时。其他参数、条件与实施例1相同。
本实施例中所得磁砖厚度5.5mm时，2-4GHz频带内损耗为23.8dB。
实施例5
本实施例中，步骤（2）中，锶铁氧体回收料浆的质量百分比为80wt%，BSi玻璃的质量百分比为20wt%，出料粒度控制D50=2.2μm；步骤（4）中，烧结温度为1180℃，保温时间2小时。其他参数、条件与实施例1相同。
本实施例所得磁砖厚度5.5mm时，2-4GHz频带内损耗为22.9dB。
实施例6
本实施例中，步骤（2）中，锶铁氧体回收料浆的质量百分比为80wt%，BSi玻璃的质量百分比为20wt%，出料粒度控制D50=1.7μm；步骤（4）中，烧结温度为1130℃，保温时间2小时。其他参数、条件与实施例1相同。
本实施例所得磁砖厚度5.5mm时，2-4GHz频带内损耗为22.0dB。
实施例7
本实施例中，步骤（2）中，锶铁氧体回收料浆的质量百分比为80wt%，BSi玻璃的质量百分比为20wt%，出料粒度控制D50=1.5μm；步骤（4）中，烧结温度为1250℃，保温时间2小时。其他参数、条件与实施例1相同。
本实施例所得磁砖厚度5.5mm时，2-4GHz频带内损耗为26.1dB。
对比例1
本对比例中，步骤（2）中，锶铁氧体回收料浆的质量百分比为65wt%，BSi玻璃的质量百分比为35wt%，出料粒度控制D50=1.5μm；步骤（4）中，烧结温度为1180℃，保温时间2小时。其他参数、条件与实施例1相同。
本对比例所得磁砖厚度5.5mm时，2-4GHz频带内损耗仅为20.6dB。可见锶铁氧体回收料浆的质量百分含量过低，所得磁砖性能达不到要求。
对比例2
本对比例中，步骤（2）中，锶铁氧体回收料浆的质量百分比为99wt%，BSi玻璃的质量百分比为1wt%，出料粒度控制D50=1.5μm；步骤（4）中，烧结温度为1180℃，保温时间2小时。其他参数、条件与实施例1相同。
本对比例所得磁砖厚度5.5mm时，2-4GHz频带内损耗仅为20.6dB。可见锶铁氧体回收料浆的质量百分含量过高，所得磁砖性能达不到要求。
对比例3
本对比例中，步骤（2）中，锶铁氧体回收料浆的质量百分比为80wt%，BSi玻璃的质量百分比为20wt%，出料粒度控制D50=0.7μm；步骤（4）中，烧结温度为1130℃，保温时间2小时。其他参数、条件与实施例1相同。
本对比例所得磁砖厚度5.5mm时，2-4GHz频带内损耗仅为20.6dB。可见步骤（2）中的出料粒度太小，所得磁砖性能达不到要求。
对比例4
本对比例中，步骤（2）中，锶铁氧体回收料浆的质量百分比为80wt%，BSi玻璃的质量百分比为20wt%，出料粒度控制D50=2.8μm；步骤（4）中，烧结温度为1130℃，保温时间2小时。其他参数、条件与实施例1相同。
本对比例所得磁砖厚度5.5mm时，2-4GHz频带内损耗仅为20.6dB。可见步骤（2）中的出料粒度太大，所得磁砖性能达不到要求。
对比例5
本对比例中，步骤（2）中，锶铁氧体回收料浆的质量百分比为80wt%，BSi玻璃的质量百分比为20wt%，出料粒度控制D50=2.2μm；步骤（4）中，烧结温度为1100℃，保温时间2小时。其他参数、条件与实施例1相同。
本对比例所得磁砖厚度5.5mm时，2-4GHz频带内损耗仅为20.6dB。可见步骤（4）中的烧结温度太低，所得磁砖性能达不到要求。
对比例6
本对比例中，步骤（2）中，锶铁氧体回收料浆的质量百分比为80wt%，BSi玻璃的质量百分比为20wt%，出料粒度控制D50=2.2μm；步骤（4）中，烧结温度为1280℃，保温时间2小时。其他参数、条件与实施例1相同。
本对比例所得磁砖厚度5.5mm时，2-4GHz频带内损耗仅为20.6dB。可见步骤（4）中的烧结温度太高，所得磁砖性能达不到要求。
以下为采用锶铁氧体回收料、锶铁氧体、纯NiZn铁氧体时，分别得到的相同厚度和面积磁砖的成本。尺寸100×100×5.5mm磁砖，工艺相同。

Claims (2)

1.一种吸波墙砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将锶铁氧体回收料过60目筛，得锶铁氧体回收料浆；
（2）将步骤（1）所得锶铁氧体回收料浆与BSi玻璃混合，混合物中锶铁氧体回收料浆的质量百分比为70-98wt%，BSi玻璃的质量百分比为2-30wt%，使用球磨机球磨，出料粒度控制中位粒径D50=0.8-2.6μm，得混合物；
（3）将步骤（2）所得混合物加入聚乙烯醇溶液，聚乙烯醇溶液的质量浓度为5-10%，加入量为混合物重量的5-7%，混合均匀，烘干造粒、干压成型，成型压强为4-10MPa，得成型好的磁砖生坯；
（4）将步骤（3）所得成型好的磁砖生坯，使用窑炉烧结，烧结温度为1130~1250℃，保温时间2~4小时，升温速度≤1.5℃/h，烧结后冷却，降温速度≤3℃/h，经过表面去毛刺，得最终产品。
2.根据权利要求1所述的吸波墙砖的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，采用锶铁氧体代替锶铁氧体回收料。
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