CN109705807A - 一种电磁吸收体复合材料 - Google Patents

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张学舟
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Abstract

本发明公开了一种电磁吸收体复合材料，其原料包括主料、添加剂、助剂；所述主料分子式为MnxZnyFezO4(x+y+z＝4)；所述添加剂包括CaCO3、Bi2O、P2O5、TiO2、CuO、SiO2；所述助剂包括聚乙烯醇、活性炭、尿素、硅烷偶联剂。本发明的电磁吸收体复合材料，各原料间分散性好，具有吸波性能强的特点。

Description

一种电磁吸收体复合材料
技术领域
本发明涉及磁性材料技术领域，具体涉及一种电磁吸收体复合材料。
背景技术
由于电子技术的发展，电磁波辐射及污染越来越严重，电磁屏蔽和吸波材料的研究受到各国的高度重视，发展具有结构稳定性好、高吸收、宽频带、低密度的新型电磁屏蔽和吸波材料不仅是隐身技术的需要，而且在民用领域也有非常广泛的应用。研究如何拓宽吸收频带、提高吸收效率的吸波材料，已成为近年来材料科学研究的热点。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种电磁吸收体复合材料，具有吸波性能强的特点。
本发明提出了一种电磁吸收体复合材料，其原料包括主料、添加剂、助剂；所述主料分子式为MnxZnyFezO4(x+y+z＝4)；所述添加剂包括CaCO3、Bi2O、P2O5、TiO2、CuO、SiO2；所述助剂包括聚乙烯醇、活性炭、尿素、硅烷偶联剂。
优选地，主料分子式中，x＝0.6-0.9，y＝0.6-0.9，z＝2.4-2.8。
优选地，以主料原料的总质量为基准，所述添加剂按添加量包括：0.5-2.0wt％的CaCO3、0.01-0.2wt％的Bi2O、0.1-0.5wt％的P2O5、0.2-1.0wt％的TiO2、0.5-1.5wt％的CuO、1-2wt％的SiO2。
优选地，所述主料和助剂的重量比为7-9：1-2。
优选地，所述聚乙烯醇、活性炭、尿素的重量比为1-2：5-9：3-7。
优选地，所述电磁吸收体复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、按照上述化学计量比称取Mn3O4、ZnO、Fe2O3和添加剂，混合，球磨，干燥，加热煅烧，再球磨后干燥，得到主料粉末；
S2、将主料粉末、活性炭、硅烷偶联剂、尿素混合，造粒，压制成型，即得电磁吸收体复合材料。
优选地，所述电磁吸收体复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、按上述化学计量比称取Mn3O4、ZnO、Fe2O3和添加剂，混合，球磨，干燥，制得均匀分布的粉体，加热至1200-1300℃进行煅烧，晶粒直径控制在5-15μm，然后球磨至平均粒径为1μm，干燥，得到主料粉末；
S2、将主料粉末与硅烷偶联剂，活性炭、尿素混合均匀，加入6-10％的聚乙烯醇溶液造粒，在1.5-2.5吨/cm2压力下压制成型，得到密度为3.5-4.5g/cm3的电磁吸收体复合材料。
本发明的电磁吸收体复合材料，各原料间分散性好，具有吸波性能强的特点。本发明在控制Mn、Zn、Fe的摩尔比的基础上，添加了适量的CaCO3、Bi2O、P2O5、TiO2、CuO、SiO2等添加剂，可使铁氧体晶粒均匀长大，降低了铁氧体的气孔率，提高起始磁导率和电阻率，进而可以有效拓宽材料的吸收频带、提高吸波效率；本发明还添加了活性炭、尿素，适量的活性炭的添加，可以作为铁氧体的载体，有利于铁氧体颗粒分布均匀、基本处于纳米尺寸，且无明显团聚现象，添加适量的尿素作为助燃剂，能够使反应完全进行，且可以使铁氧体晶粒的尺寸稳定，与活性炭搭配使用协同效果，能够提高材料的吸波性能。本发明的制备方法简单、易操作，制得的材料粒径均匀，各成分在体系中的分散性良好，吸波性能强，满足实际应用中的需求。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种电磁吸收体复合材料，其原料包括主料、添加剂、助剂；所述主料分子式为MnxZnyFezO4(x+y+z＝4)；所述添加剂包括CaCO3、Bi2O、P2O5、TiO2、CuO、SiO2；所述助剂包括聚乙烯醇、活性炭、尿素、硅烷偶联剂；
其中，主料分子式中，x＝0.9，y＝0.7，z＝2.4；以主料原料的总质量为基准，所述添加剂按添加量包括：2.0wt％的CaCO3、0.01wt％的Bi2O、0.5wt％的P2O5、0.2wt％的TiO2、1.5wt％的CuO、1wt％的SiO2；所述主料和助剂的重量比为9：1；所述聚乙烯醇、活性炭、尿素的重量比为2：5：7；
所述电磁吸收体复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、按上述化学计量比称取Mn3O4、ZnO、Fe2O3和添加剂，混合，球磨，干燥，制得均匀分布的粉体，加热至1300℃进行煅烧，晶粒直径控制在5-15μm，然后球磨至平均粒径为1μm，干燥，得到主料粉末；
S2、将主料粉末与硅烷偶联剂，活性炭、尿素混合均匀，加入10％的聚乙烯醇溶液造粒，在1.5吨/cm2压力下压制成型，得到密度为3.5-4.5g/cm3的电磁吸收体复合材料。
实施例2
一种电磁吸收体复合材料，其原料包括主料、添加剂、助剂；所述主料分子式为MnxZnyFezO4(x+y+z＝4)；所述添加剂包括CaCO3、Bi2O、P2O5、TiO2、CuO、SiO2；所述助剂包括聚乙烯醇、活性炭、尿素、硅烷偶联剂；
其中，主料分子式中，x＝0.6，y＝0.6，z＝2.8；以主料原料的总质量为基准，所述添加剂按添加量包括：0.5wt％的CaCO3、0.2wt％的Bi2O、0.1wt％的P2O5、1.0wt％的TiO2、0.5wt％的CuO、2wt％的SiO2；所述主料和助剂的重量比为7：2；所述聚乙烯醇、活性炭、尿素的重量比为1：9：3；
所述电磁吸收体复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、按上述化学计量比称取Mn3O4、ZnO、Fe2O3和添加剂，混合，球磨，干燥，制得均匀分布的粉体，加热至1200℃进行煅烧，晶粒直径控制在5-15μm，然后球磨至平均粒径为1μm，干燥，得到主料粉末；
S2、将主料粉末与硅烷偶联剂，活性炭、尿素混合均匀，加入6％的聚乙烯醇溶液造粒，在2.5吨/cm2压力下压制成型，得到密度为3.5-4.5g/cm3的电磁吸收体复合材料。
实施例3
一种电磁吸收体复合材料，其原料包括主料、添加剂、助剂；所述主料分子式为MnxZnyFezO4(x+y+z＝4)；所述添加剂包括CaCO3、Bi2O、P2O5、TiO2、CuO、SiO2；所述助剂包括聚乙烯醇、活性炭、尿素、硅烷偶联剂；
其中，主料分子式中，x＝0.6，y＝0.9，z＝2.5；以主料原料的总质量为基准，所述添加剂按添加量包括：1.2wt％的CaCO3、0.1wt％的Bi2O、0.3wt％的P2O5、0.6wt％的TiO2、1.0wt％的CuO、1.5wt％的SiO2；所述主料和助剂的重量比为8：1.5；所述聚乙烯醇、活性炭、尿素的重量比为1：7：5；
所述电磁吸收体复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、按上述化学计量比称取Mn3O4、ZnO、Fe2O3和添加剂，混合，球磨，干燥，制得均匀分布的粉体，加热至1250℃进行煅烧，晶粒直径控制在5-15μm，然后球磨至平均粒径为1μm，干燥，得到主料粉末；
S2、将主料粉末与硅烷偶联剂，活性炭、尿素混合均匀，加入8％的聚乙烯醇溶液造粒，在2.0吨/cm2压力下压制成型，得到密度为3.5-4.5g/cm3的电磁吸收体复合材料。
对比例1
对比例1的电磁吸收体复合材料与实施例3相比，区别仅在于：未添加活性炭和尿素，其他条件与实施例3完全相同。
对比例2
对比例2的电磁吸收体复合材料与实施例3相比，区别仅在于：未添加尿素，其他条件与实施例3完全相同。
对比例3
对比例3的电磁吸收体复合材料与实施例3相比，区别仅在于：添加剂仅包括CaCO3、CuO、SiO2，其他条件与实施例3完全相同。
试验例1
分别对本发明实施例1-3和对比例1-3的电磁吸收体复合材料进行电磁辐射吸收性能的检测，测试结果如下表所示：
由表可以看出，本发明实施例1-3的电磁吸收体复合材料在1-110GHz的宽频率范围内具有优异的吸收特性，且吸收强度较强，因此，本发明具有良好的电磁吸收性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电磁吸收体复合材料，其特征在于，其原料包括主料、添加剂、助剂；所述主料分子式为MnxZnyFezO4(x+y+z＝4)；所述添加剂包括CaCO3、Bi2O、P2O5、TiO2、CuO、SiO2；所述助剂包括聚乙烯醇、活性炭、尿素、硅烷偶联剂。
2.根据权利要求1所述的电磁吸收体复合材料，其特征在于，主料分子式中，x＝0.6-0.9，y＝0.6-0.9，z＝2.4-2.8。
3.根据权利要求1所述的电磁吸收体复合材料，其特征在于，以主料原料的总质量为基准，所述添加剂按添加量包括：0.5-2.0wt％的CaCO3、0.01-0.2wt％的Bi2O、0.1-0.5wt％的P2O5、0.2-1.0wt％的TiO2、0.5-1.5wt％的CuO、1-2wt％的SiO2。
4.根据权利要求1所述的电磁吸收体复合材料，其特征在于，所述主料和助剂的重量比为7-9：1-2。
5.根据权利要求1所述的电磁吸收体复合材料，其特征在于，所述聚乙烯醇、活性炭、尿素的重量比为1-2：5-9：3-7。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电磁吸收体复合材料，其特征在于，所述电磁吸收体复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、按照上述化学计量比称取Mn3O4、ZnO、Fe2O3和添加剂，混合，球磨，干燥，加热煅烧，再球磨后干燥，得到主料粉末；
S2、将主料粉末、活性炭、硅烷偶联剂、尿素混合，造粒，压制成型，即得电磁吸收体复合材料。
7.根据权利要求1-6任一项所述的电磁吸收体复合材料，其特征在于，所述电磁吸收体复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、按上述化学计量比称取Mn3O4、ZnO、Fe2O3和添加剂，混合，球磨，干燥，制得均匀分布的粉体，加热至1200-1300℃进行煅烧，晶粒直径控制在5-15μm，然后球磨至平均粒径为1μm，干燥，得到主料粉末；
S2、将主料粉末与硅烷偶联剂，活性炭、尿素混合均匀，加入6-10％的聚乙烯醇溶液造粒，在1.5-2.5吨/cm2压力下压制成型，得到密度为3.5-4.5g/cm3的电磁吸收体复合材料。
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