CN108773858A - 一种p波段表面波吸收材料及其制备方法 - Google Patents

一种p波段表面波吸收材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种P波段表面波吸收材料及其制备方法，属于电子材料制备技术领域。所述吸收材料为NiCuZn铁氧体复合材料，结构式为ZnxNiyCu1‑x‑yFe2‑aO4‑1.5a，其中，0.45≤x≤0.65，0.1≤y≤0.4，0≤a≤0.04。本发明提供的P波段表面波吸收材料在600M～800M频率范围内，磁导率实部在3～10之间，磁导率虚部在3～12之间，介电常数实部在3～12之间，介电常数虚部在0.1～1之间，可实现对600M～800M频率范围内表面波的良好吸收，且具有良好的抗氧化性能。

Description

一种P波段表面波吸收材料及其制备方法
技术领域
本发明属于电子材料制备技术领域，具体涉及一种P波段表面波吸收材料及其制备方法。
背景技术
表面波的概念已被提出接近一百多年，但直到最近才发现其在生产研究中的重要应用。不同于平面波，表面波是一种束缚在两种不同介质表面、沿表面进行传播的电磁波，在金属平面上很难自然衰减，其衰减的计算公式也与平面波不同。表面波的场分布十分复杂，关于表面波的产生方式、传输特性等方面仍需进一步的研究。
在微波暗室的使用中，电磁波入射到墙面，大部分会被吸收，当电磁波以某一特定角度入射到墙面时，可能会在墙面感生出表面电磁波，这种电磁波沿着表面传播，遇到不连续处发生散射，会影响微波暗室的使用效率。因此，对于表面波吸收材料的需求日益剧增，目前市场上出现的表面波吸收材料不仅数量较少，且吸波性能大多不理想，耐候性较差。而且目前大部分吸波材料大多集中在2GHz以上，对于1GHz以下的P波段的吸波材料，更是少之又少。
发明内容
本发明的目的在于针对背景技术存在的缺陷，提出了一种600M-800M频段表面波吸收的NiCuZn铁氧体复合材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
一种P波段表面波吸收材料，其特征在于，所述吸收材料为NiCuZn铁氧体复合材料，结构式为ZnxNiyCu1-x-yFe2-aO4-1.5a，其中，0.45≤x≤0.65，0.1≤y≤0.4，0≤a≤0.04。
本发明提供的P波段表面波吸收材料在600M～800M频率范围内，磁导率实部在3～10之间，磁导率虚部在3～12之间，介电常数实部在3～12之间，介电常数虚部在0.1～1之间，可实现对600M～800M频率范围内表面波的良好吸收，且具有良好的抗氧化性能。
一种P波段表面波吸收材料的制备方法，具体包括以下步骤:
步骤1、以NiO、ZnO、CuO和Fe2O3作为原料，按照结构式ZnxNiyCu1-x-yFe2-aO4-1.5a的比例称取原料；其中，0.45≤x≤0.65，0.1≤y≤0.4，0≤a≤0.04；
步骤2、将步骤1称取的原料进行一次球磨，烘干，得到粉料；
步骤3、将步骤2得到的粉料进行预烧，预烧温度为850～1100℃，时间为3～4h，预烧结束后，自然冷却，得到预烧料；
步骤4、将步骤3得到的预烧料进行二次球磨，烘干，得到二次球磨预烧料；
步骤5、将步骤4得到的二次球磨预烧料进行烧结处理，烧结温度为900～1200℃，时间为3～4h，烧结结束后，自然冷却，得到铁氧体粉料；
步骤6、将步骤5得到铁氧体粉料与相对介电常数为1～5的粘合剂充分混合，铁氧体粉料与粘合剂的质量比为(7～12)：1，得到NiCuZn铁氧体复合粉料作为P波段表面波吸收材料。
进一步地，步骤1所述NiO的纯度不低于99.45wt％，ZnO的纯度不低于98.45wt％，CuO的纯度不低于98.45wt％，Fe2O3的纯度不低于99.35wt％。
进一步地，步骤6所述相对介电常数为1～5的粘合剂为硅橡胶、石蜡、聚四氟乙烯或苯并环丁烯树脂等。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明提供的P波段表面波吸收材料在600M～800M频率范围内，磁导率实部在3～10之间，磁导率虚部在3～12之间，介电常数实部在3～12之间，介电常数虚部在0.1～1之间，可实现对600M～800M频率范围内表面波的良好吸收，且具有良好的抗氧化性能。
2、本发明提供的P波段表面波吸收材料，在600M～800M频率范围内，具有良好的电磁特性，较好的耐候性，可应用于该频段的表面波吸收。
附图说明
图1为实施例1得到的复合材料在600M～800MHz频率下的磁导率曲线图；
图2为实施例1得到的复合材料在600M～800MHz频率下的介电常数曲线图；
图3为实施例2得到的复合材料在600M～800MHz频率下的磁导率曲线图；
图4为实施例2得到的复合材料在600M～800MHz频率下的介电常数曲线图；
图5为实施例3得到的复合材料在600M～800MHz频率下的磁导率曲线图；
图6为实施例3得到的复合材料在600M～800MHz频率下的介电常数曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，详述本发明的技术方案。
一种P波段表面波吸收材料的制备方法，具体包括以下步骤:
步骤1、以NiO、ZnO、CuO和Fe2O3作为原料，按照结构式ZnxNiyCu1-x-yFe2-aO4-1.5a的比例称取原料；其中，0.45≤x≤0.65，0.1≤y≤0.4，0≤a≤0.04；
步骤2、将步骤1称取的原料进行一次球磨，球磨转速为200～250rad/min，球磨时间为2～3h；球磨后得到的浆料在烘箱中烘干，得到粉料；
步骤3、将步骤2得到的粉料放置于烧结炉内进行预烧，预烧温度为850～1100℃，时间为3～4h，升温速率为2～4℃/min，预烧结束后，自然冷却，得到预烧料；
步骤4、将步骤3得到的预烧料进行二次球磨，球磨转速为200～250rad/min，球磨时间为2～3h；球磨后得到的浆料在烘箱中烘干，得到二次球磨预烧料；
步骤5、将步骤4得到的二次球磨预烧料放置于烧结炉内进行烧结处理，烧结温度为900～1200℃，时间为3～4h，升温速率为2～4℃/min，烧结结束后，自然冷却，得到铁氧体粉料；
步骤6、将步骤5得到铁氧体粉料与相对介电常数为1～5的粘合剂充分混合，铁氧体粉料与粘合剂的质量比为(7～12)：1，得到NiCuZn铁氧体复合粉料作为P波段表面波吸收材料，再根据实际需求加工得到所需要的吸波材料成品。
进一步地，步骤1所述NiO的纯度不低于99.45wt％，ZnO的纯度不低于98.45wt％，CuO的纯度不低于98.45wt％，Fe2O3的纯度不低于99.35wt％。
进一步地，步骤6所述相对介电常数为1～5的粘合剂为硅橡胶、石蜡、聚四氟乙烯或苯并环丁烯树脂等。
实施例1
一种P波段表面波吸收材料的制备方法，具体包括以下步骤:
步骤1、以NiO(纯度为99.45wt％)、ZnO(纯度为98.45wt％)、CuO(纯度为98.45wt％)和Fe2O3(纯度为99.35wt％)作为原料，按照结构式Zn0.6Ni0.25Cu0.15Fe1.96O3.94的比例称取原料；
步骤2、将步骤1称取的原料进行一次球磨，球磨转速为200rad/min，球磨时间为2h；球磨后得到的浆料在烘箱中烘干，得到粉料；
步骤3、将步骤2得到的粉料放置于烧结炉内进行预烧，预烧温度为900℃，时间为3h，升温速率为2℃/min，预烧结束后，自然冷却，得到预烧料；
步骤4、将步骤3得到的预烧料进行二次球磨，球磨转速为200rad/min，球磨时间为3h；球磨后得到的浆料在烘箱中烘干，得到二次球磨预烧料；
步骤5、将步骤4得到的二次球磨预烧料放置于烧结炉内进行烧结处理，烧结温度为1100℃，时间为3h，升温速率为2℃/min，烧结结束后，自然冷却，得到铁氧体粉料；
步骤6、将步骤5得到的铁氧体粉料与石蜡充分混合，质量比铁氧体粉料：石蜡＝9：1，得到NiCuZn铁氧体复合粉料作为P波段表面波吸收材料，再根据实际需求加工得到所需要的吸波材料成品。
图1和图2分别为实施例1得到的复合材料在600M～800MHz频率下的磁导率曲线图和介电常数曲线图；由图1和图2可知，实施例1得到的复合材料在600M～800MHz频率之间，磁导率实部由4.85下降到3.77；磁导率虚部由6.13下降到6.11；介电实部由8.21增大到8.46；介电虚部由0.322增大到0.567。表明实施例1得到的复合材料在P波段对表面波具有较好的吸收。
实施例2
本实施例与实施例1相比，区别在于：步骤1中按照结构式Zn0.6Ni0.25Cu0.15Fe1.99O3.985称取原料；其余步骤与实施例1相同。
图3和图4分别为实施例2得到的复合材料在600M～800MHz频率下的磁导率曲线图和介电常数曲线图；由图3和图4可知，实施例2得到的复合材料在600M～800MHz频率之间，磁导率实部由4.92下降到3.83；磁导率虚部由6.25下降到6.24；介电实部由7.23增大到7.42；介电虚部由0.233增大到0.405。表明实施例2得到的复合材料在P波段对表面波具有较好的吸收。
实施例3
本实施例与实施例1相比，区别在于：步骤1中按照结构式Zn0.6Ni0.25Cu0.15Fe2O4称取原料；其余步骤与实施例1相同。
图5和图6分别为实施例3得到的复合材料在600M～800MHz频率下的磁导率曲线图和介电常数曲线图；由图5和图6可知，实施例3得到的复合材料在600M～800MHz频率之间，磁导率实部由4.75下降到3.74；磁导率虚部由5.86上升到5.87；介电实部由8.82增大到8.97；介电虚部由0.414增大到0.741。表明实施例3得到的复合材料在P波段对表面波具有较好的吸收。

Claims (3)

1.一种P波段表面波吸收材料，其特征在于，所述吸收材料为NiCuZn铁氧体复合材料，结构式为ZnxNiyCu1-x-yFe2-aO4-1.5a，其中，0.45≤x≤0.65，0.1≤y≤0.4，0≤a≤0.04。
2.一种P波段表面波吸收材料的制备方法，包括以下步骤:
步骤1、以NiO、ZnO、CuO和Fe2O3作为原料，按照结构式ZnxNiyCu1-x-yFe2-aO4-1.5a的比例称取原料；其中，0.45≤x≤0.65，0.1≤y≤0.4，0≤a≤0.04；
步骤2、将步骤1称取的原料进行一次球磨，烘干，得到粉料；
步骤3、将步骤2得到的粉料进行预烧，预烧温度为850～1100℃，时间为3～4h，预烧结束后，自然冷却，得到预烧料；
步骤4、将步骤3得到的预烧料进行二次球磨，烘干，得到二次球磨预烧料；
步骤5、将步骤4得到的二次球磨预烧料进行烧结处理，烧结温度为900～1200℃，时间为3～4h，烧结结束后，自然冷却，得到铁氧体粉料；
步骤6、将步骤5得到的铁氧体粉料与相对介电常数为1～5的粘合剂充分混合，铁氧体粉料与粘合剂的质量比为(7～12)：1，得到NiCuZn铁氧体复合粉料作为P波段表面波吸收材料。
3.根据权利要求2所述的P波段表面波吸收材料的制备方法，其特征在于，步骤6所述相对介电常数为1～5的粘合剂为硅橡胶、石蜡、聚四氟乙烯或苯并环丁烯树脂。
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