CN110814336A - 一种抗氧化吸收剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗氧化吸收剂及其制备方法,按质量分数称取平均粒径为1~6μm的羰基铁粉85~97wt.%与平均粒径为20~80nm的铝粉15~3wt.%混合得到羰基铁/铝混合粉,然后在氩气密封氛围中以100~250转/分的速度球磨4~8小时,球料质量比为5~15:1,使铝粉均匀地附着在羰基铁粉表面,制得具有铁/铝合金化层的羰基铁/铝混合粉;然后用有机溶液清洗并烘干后以250~400转/分的速度球磨8~12小时,球料质量比为15~25:1,制得片状化羰基铁/铝混合粉,片状化后的羰基铁/铝混合粉厚度小于1μm,再经清洗、干燥、过筛制得抗氧化吸收剂。解决了现有羰基铁粉抗氧化性不高的问题。
Description
技术领域
本发明属于吸收剂材料制备领域,涉及一种抗氧化吸收剂及其制备方法。
背景技术
羰基铁粉(Carbonyl iron particles, CIPs)是磁性金属微粉吸波材料的典型代表,它由羰基铁化合物在预热的氮气氛围中热分解得到,呈独特的洋葱球层状结构,其电阻率较高,有利于抑制涡流效应,减小趋肤效应等造成的不利影响。此外,羰基铁粉作为典型的磁性吸收剂,具有磁导率高、饱和磁化强度大及温度稳定性好等优点,被广泛应用于微波吸收领域。
羰基铁粉具有较高的居里温度(约767℃),因此,有望制备出使用温度较高的吸波涂层。但是,由于羰基铁粉颗粒较小(微米级),表面活性较高,在羰基铁粉吸波涂层使用温度较高时,羰基铁粉很容易与空气中的氧气发生氧化反应,从而导致涂层的抗氧化性能较差,这极大地限制了羰基铁粉的应用温度范围。在实现本发明的过程中,发明人发现现有技术中至少存在以下问题:目前,为了进一步提高羰基铁粉的使用温度,研究者普遍通过在羰基铁粉表面包覆一层有机物或无机物来抵抗高温下空气中氧气的扩散。采用的方法主要为:化学镀、表面沉积技术(胶体沉降技术)、溶胶凝胶法、化学气相沉积法和液相化学还原等技术。这些方法工艺复杂、成本高且得到的包覆层都不够致密或不够均匀,得到的包覆羰基铁粉在抵抗短期高温热处理有一定的作用,但是其抵抗长期高温热处理的效果却不佳,难以满足实际应用中隐身部件的长期耐温需求。因此,需要寻找一种新的方法得到更为均匀致密的包覆层是非常必要的。目前,提高羰基铁粉抗氧化性的报道已经有很多,然而,仅以球磨的方法对羰基铁粉进行包覆提高其抗氧化性尚未见报道。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种抗氧化吸收剂,以解决现有羰基铁粉抗氧化性不高的问题,以及现有方法制备的抗氧化吸收剂包覆层不够致密或不够均匀而难以抵抗长期高温应用的问题。
本发明实施例的另一目的在于提供一种抗氧化吸收剂的制备方法,以解决现有抗氧化吸收剂的制备方法工艺复杂、成本高的问题。
本发明实施例所采用的技术方案是,一种抗氧化吸收剂,是由质量分数为15~3wt.%的铝粉均匀地附着在质量分数为85~97wt.%的羰基铁粉表面,且铝粉均匀包覆羰基铁粉,形成抗氧化羰基铁/铝混合粉吸收剂。
进一步的,所述铝粉粒径小于羰基铁粉的粒径。
进一步的,所述铝粉的平均粒径为20~80nm,所述羰基铁粉平均粒径为1~6μm。
本发明实施例所采用的另一技术方案是,一种抗氧化吸收剂的制备方法,按照以下步骤进行:
步骤S1、采用低能球磨制备具有铁/铝合金化层的羰基铁/铝混合粉,使铝粉均匀地附着在羰基铁粉表面;
步骤S2、采用高能球磨对附着有铝粉的羰基铁粉进行片状化,制备片状化羰基铁/铝混合粉。
进一步的,所述低能球磨中,球磨速度、球磨时间以及磨球与羰基铁/铝混合粉的球料质量比均小于高能球磨。
进一步的,所述低能球磨中,磨球与羰基铁/铝混合粉的球料质量比为5~15:1,以100~250转/分的速度球磨4~8小时;
所述高能球磨中,磨球与羰基铁/铝混合粉的球料质量比为15~25:1,以250~400转/分的速度球磨8~12小时。
进一步的,所述步骤S1按照以下步骤进行:
步骤S11、按质量分数称取平均粒径为1~6μm的羰基铁粉85~97wt.%与平均粒径为20~80nm的铝粉15~3wt.%混合得到羰基铁/铝混合粉,并将羰基铁/铝混合粉放入球磨罐中;
步骤S12、在球磨罐中加入与羰基铁/铝混合粉的球料质量比为5~15:1的磨球;
步骤S13、在球磨罐中加入适量有机溶液,以淹没羰基铁/铝混合粉和磨球为准;
步骤S14、采用密封充氩气进行保护,以100~250转/分的速度球磨4~8小时,以使纳米级的铝粉均匀地附着在微米级的羰基铁粉表面,制得具有铁/铝合金化层的羰基铁/铝混合粉。
为了得到铝粉均匀包覆的羰基铁粉,选用的铝粉平均粒径尺寸应小于100nm,若羰基铁粉含量过少而铝粉含量过多会造成制备的吸收剂中羰基铁粉的体积比过小,将极大的降低所得抗氧化吸收剂的吸波性能。
低能球磨过程的目的是将铝粉均匀地附着在羰基铁粉表面,因此,球料质量比不宜超过15:1,否则在该过程中羰基铁粉的形状容易由球状变为片状,这样就增加了它的比表面积,需要更多的铝粉来覆盖其表面,从而会降低其吸波性能。同时,也不能为了缩短球磨时间而增大球磨转速,否则,在铝粉还未均匀包覆在羰基铁粉表面时,羰基铁粉更易由球状变为片状,而铝粉也容易在高能球磨作用下延展团聚。直到纳米铝粉均匀地包覆在羰基铁粉表面,即可结束该低能球磨过程,而不是形成二者的偏聚体。所以,必须首先利用低能球磨将铝粉与羰基铁粉均匀混合,使铝粉均匀地附着在羰基铁粉表面,再采用高能球磨使混合的铝粉与羰基铁粉一起变为片状。
进一步的,所述步骤S2按照以下步骤进行:
步骤S21、将步骤S1制备的具有铁/铝合金化层的羰基铁/铝混合粉用所述有机溶液清洗2~3次后置于70~90℃真空干燥箱中烘干,然后将干燥好的羰基铁/铝混合粉放入球磨罐中;
70~90℃的烘干温度是根据球磨时所选择的有机溶剂沸点决定的,一般选择在所选有机溶剂沸点附近或偏低一点温度,因为过高的温度会使得所选溶剂剧烈沸腾蒸发,不利于安全。
步骤S22、在球磨罐中加入磨球,磨球与干燥好的羰基铁/铝混合粉的球料质量比为15~25:1;
步骤S23、在球磨罐中加入适量所述有机溶液,以淹没烘干的羰基铁/铝混合粉和磨球为准;
步骤S24、采用密封充氩气进行保护,以250~400转/分的速度球磨8~12小时,制得片状化羰基铁/铝混合粉;
此处需要采用高能球磨对羰基铁粉和铝粉的混合粉进行片状化,低能球磨(球料比过小或转速过低)不能够将混合粉片状化,球磨转速是根据球磨罐直径、物料在球磨罐中所占体积以及球料比等参数来确定的,此外,若转速过高,会导致磨料容易被甩在球磨罐内壁上,很难达到理想的球磨效果。
步骤S25、球磨结束后,将球磨罐中的片状化羰基铁/铝混合粉取出,用所述有机溶液清洗2~3次后置于70~90℃真空干燥箱中烘干,最后将干燥好的片状化羰基铁/铝混合粉过筛,得到抗氧化羰基铁/铝混合粉吸收剂。
有机溶剂在球磨过程中起到一个缓冲的作用,可以使球磨能量更均匀地传递给磨料。
本发明实施例利用低能球磨将纳米尺寸的铝粉均匀地包覆在微米尺寸的羰基铁粉表面,然后在氩气氛围中利用高能球磨将铝粉和羰基铁粉片状化,使铝粉均匀包覆羰基铁粉,再利用铝氧化生成致密氧化铝,使制备的羰基铁/铝混合粉在高温使用过程中形成致密氧化铝包覆层抵抗长期高温氧化问题。
进一步的,所述片状化后的羰基铁/铝混合粉厚度小于1μm,制备所得抗氧化羰基铁/铝混合粉吸收剂的铝包覆层在高温使用过程中形成致密氧化铝包覆层。
进一步的,所述球磨罐为尼龙球磨罐、氧化锆球磨罐、聚四氟乙烯球磨罐、不锈钢材质球磨罐或氧化铝球磨罐;
所述磨球为氧化锆磨球、氧化铝磨球或不锈钢磨球;
所述有机溶剂为环己烷、乙醇、正辛烷或丙酮;
所述低能球磨和高能球磨均采用行星式球磨机进行。
本发明实施例的有益效果是:首先采用低能球磨将铝粉与羰基铁粉均匀混合,使铝粉均匀地附着在羰基铁粉表面,形成具有铁/铝合金化层的羰基铁/铝混合粉;再采用高能球磨使羰基铁/铝混合粉中铝粉与羰基铁粉一起变为片状,使铝粉以包覆层形式均匀地包覆在羰基铁粉颗粒表面,再利用铝氧化生成致密氧化铝包覆层,形成兼具良好吸波性能和抗氧化性能的羰基铁/铝混合粉吸收剂。有效解决了现有羰基铁粉抗氧化性不高的问题,以及现有方法制备的抗氧化吸收剂包覆层不够致密或不够均匀而难以抵抗长期高温应用的问题。相对于其他制备方法而言,本发明实施例的制备方法工艺操作简便,稳定性好,无需复杂的合成设备,大大降低了制备成本,所制备的羰基铁/铝混合粉兼具良好的耐温性和吸波性,有效解决了现有抗氧化吸收剂的制备方法工艺复杂、成本高的问题,可广泛应用于电信行业、医药器械及航天航空等高新技术行业中。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1所得抗氧化吸收剂样品和未经任何处理的原始羰基铁粉在空气气氛中的热重变化曲线。
图2是本发明实施例2所得抗氧化吸收剂样品和未经任何处理的原始羰基铁粉在空气气氛中的热重变化曲线。
图3是本发明实施例3所得抗氧化吸收剂样品和未经任何处理的原始羰基铁粉在空气气氛中的热重变化曲线。
图4(a)是原始羰基铁粉微观形貌。
图4(b)是本发明实施例1羰基铁粉和铝粉经低能球磨所得的羰基铁/铝混合粉的微观形貌图。
图4(c)是本发明实施例1羰基铁粉和铝粉经高能球磨所得的片状化羰基铁/铝混合粉的微观形貌图。
图5(a)是原始羰基铁粉和本发明实施例1所得抗氧化吸收剂样品在300℃热处理50h前后的介电常数实部。
图5(b)是原始羰基铁粉和本发明实施例1所得抗氧化吸收剂样品在300℃热处理50h前后的介电常数虚部。
图5(c)是原始羰基铁粉和本发明实施例1所得抗氧化吸收剂样品在300℃热处理50h前后的磁导率实部。
图5(d)是原始羰基铁粉和本发明实施例1所得抗氧化吸收剂样品在300℃热处理50h前后的磁导率虚部。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,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,而不是全部的实施例。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。
实施例1
本实施例提出一种抗氧化羰基铁/铝混合粉吸收剂,由质量分数为91wt.%的羰基铁粉和质量分数为9wt.%的铝粉组成。
本实施例还提出了一种制备所述抗氧化羰基铁/铝混合粉吸收剂的方法,具体过程是:
步骤S1、制备具有铁/铝合金化层的羰基铁/铝混合粉:
步骤S11、按质量分数称取平均粒径为4μm的羰基铁粉91wt.%与平均粒径为50nm的铝粉9wt.%混合得到羰基铁/铝混合粉,并将羰基铁/铝混合粉放入氧化锆球磨罐中;
步骤S12、在氧化锆球磨罐中加入氧化锆磨球,氧化锆磨球与羰基铁/铝混合粉球料质量比为10:1;
步骤S13、在氧化锆球磨罐中加入适量环己烷,以淹没羰基铁/铝混合粉和氧化锆磨球为准;
步骤S14、采用密封充氩气进行保护,在行星式球磨机上以200转/分的速度球磨6小时,以使纳米级的铝粉均匀地包覆在微米级的羰基铁粉表面,制得具有铁/铝合金化层的羰基铁/铝混合粉。
步骤S2、制备片状化羰基铁/铝混合粉:
步骤S21、将步骤S1制备的具有铁/铝合金化层的羰基铁/铝混合粉用环己烷清洗2~3次后置于70℃真空干燥箱中烘干,然后将干燥好的羰基铁/铝混合粉放入氧化锆球磨罐中;
步骤S22、在氧化锆球磨罐中加入氧化锆磨球,氧化锆磨球与干燥好的羰基铁/铝混合粉质量比为20:1;
步骤S23、在氧化锆球磨罐中加入适量环己烷,以淹没烘干的羰基铁/铝混合粉和氧化锆磨球为准;
步骤S24、采用密封充氩气进行保护,在行星式球磨机上以250转/分的速度球磨12小时,制得片状化羰基铁/铝混合粉;
步骤S25、球磨结束后,将氧化锆球磨罐中的片状化羰基铁/铝混合粉取出,用环己烷清洗2~3次后置于70℃真空干燥箱中烘干,最后将干燥好的片状化羰基铁/铝混合粉过400目筛,得到抗氧化羰基铁/铝混合粉吸收剂。
实施例2
本实施例提出一种抗氧化羰基铁/铝混合粉吸收剂,由质量分数为85wt.%的羰基铁粉和质量分数为15wt.%的铝粉组成。
本实施例还提出了一种制备所述抗氧化羰基铁/铝混合粉吸收剂的方法,具体过程是:
步骤S1、制备具有铁/铝合金化层的羰基铁/铝混合粉:
步骤S11、按质量分数称取平均粒径为6μm的羰基铁粉85wt.%与平均粒径为80nm的铝粉15wt.%混合得到羰基铁/铝混合粉,并将羰基铁/铝混合粉放入尼龙球磨罐中;
步骤S12、在尼龙球磨罐中加入不锈钢磨球,不锈钢磨球与羰基铁/铝混合粉球料质量比为15:1;
步骤S13、在尼龙球磨罐中加入适量乙醇,以淹没羰基铁/铝混合粉和不锈钢磨球为准;
步骤S14、采用密封充氩气进行保护,在行星式球磨机上以100转/分的速度球磨8小时,以使纳米级的铝粉均匀地包覆在微米级的羰基铁粉表面,制得具有铁/铝合金化层的羰基铁/铝混合粉。
步骤S2、制备片状化羰基铁/铝混合粉:
步骤S21、将步骤S1制备的具有铁/铝合金化层的羰基铁/铝混合粉用乙醇清洗2~3次,在80℃真空干燥箱中烘干后将干燥好的羰基铁/铝混合粉放入尼龙球磨罐中;
步骤S22、在尼龙球磨罐中加入不锈钢磨球,不锈钢磨球与干燥好的羰基铁/铝混合粉质量比为25:1;
步骤S23、在尼龙球磨罐中加入适量乙醇,以淹没干燥好的羰基铁/铝混合粉和不锈钢磨球为准;
步骤S24、采用密封充氩气进行保护,在行星式球磨机上以300转/分的速度球磨10小时,制得片状化羰基铁/铝混合粉;
步骤S25、球磨结束后,将尼龙球磨罐中的片状化羰基铁/铝混合粉取出,用乙醇清洗2~3次后置于80℃真空干燥箱中烘干,最后将干燥好的片状化羰基铁/铝混合粉过400目筛,得到抗氧化羰基铁/铝混合粉吸收剂。
实施例3
本实施例提出一种抗氧化羰基铁/铝混合粉吸收剂,由质量分数为97wt.%的羰基铁粉和质量分数为3wt.%的铝粉组成。
本实施例还提出了一种制备所述抗氧化羰基铁/铝混合粉吸收剂的方法,具体过程是:
步骤S1、制备具有铁/铝合金化层的羰基铁/铝混合粉:
步骤S11、按质量分数称取平均粒径为1μm的羰基铁粉97wt.%与平均粒径为20nm的铝粉3wt.%混合得到羰基铁/铝混合粉,并将羰基铁/铝混合粉放入聚四氟乙烯球磨罐中;
步骤S12、在聚四氟乙烯球磨罐中加入氧化铝磨球,氧化铝磨球与羰基铁/铝混合粉球料质量比为5:1;
步骤S13、在聚四氟乙烯球磨罐中加入适量正辛烷,以淹没羰基铁/铝混合粉和氧化铝磨球为准;
步骤S14、采用密封充氩气进行保护,在行星式球磨机上以250转/分的速度球磨4小时,以使纳米级的铝粉均匀地包覆在微米级的羰基铁粉表面,制得具有铁/铝合金化层的羰基铁/铝混合粉。
步骤S2、制备片状化羰基铁/铝混合粉:
步骤S21、将步骤S1制备的具有铁/铝合金化层的羰基铁/铝混合粉用正辛烷清洗2~3次,在90℃真空干燥箱中烘干后将干燥好的羰基铁/铝混合粉放入聚四氟乙烯球磨罐中;
步骤S22、在聚四氟乙烯球磨罐中加入氧化铝磨球,氧化铝磨球与干燥好的羰基铁/铝混合粉质量比为15:1;
步骤S23、在聚四氟乙烯球磨罐中加入适量正辛烷,以淹没干燥好的羰基铁/铝混合粉和氧化铝磨球为准;
步骤S24、采用密封充氩气进行保护,在行星式球磨机上以400转/分的速度球磨8小时,制得片状化羰基铁/铝混合粉;
步骤S25、球磨结束后,将聚四氟乙烯球磨罐中的片状化羰基铁/铝混合粉取出,用正辛烷清洗2~3次后置于90℃真空干燥箱中烘干,最后将干燥好的片状化羰基铁/铝混合粉过400目筛,得到抗氧化羰基铁/铝混合粉吸收剂。
实施例1~3中的尼龙球磨罐、氧化锆球磨罐和聚四氟乙烯球磨罐还可替换为其他材质球磨罐,如不锈钢材质球磨罐或氧化铝球磨罐。实施例1~3中的环己烷、乙醇以及正辛烷还可替换为其他有机溶液,如丙酮。
实施例1~3制备所得抗氧化吸收剂和未经任何处理的原始羰基铁粉在空气气氛中的热重变化曲线如图1~3所示。图1是实施例1所得抗氧化吸收剂样品和未经任何处理的原始羰基铁粉在空气气氛中的热重变化曲线,定义样品增重5wt.%为明显增重点,对应的温度为明显增重起始温度。从图1中可以看出,原始羰基铁粉(Raw CIPs)的明显增重起始温度为353℃,而实施例1得到抗氧化吸收剂样品(Al@CIPs)的明显增重起始温度为429℃。说明经实施例1处理后,羰基铁粉的明显增重起始温度增加了76℃,大大地提高了原始羰基铁粉的抗氧化性能。图2是实施例2所得抗氧化吸收剂样品和未经任何处理的原始羰基铁粉在空气气氛中的热重变化曲线。定义样品增重5wt.%为明显增重点,对应的温度为明显增重起始温度。从图2中可以看出,原始羰基铁粉的明显增重起始温度为353℃,而实施例2得到抗氧化吸收剂样品的明显增重起始温度为440℃。说明经实施例2处理后,羰基铁粉的明显增重起始温度增加了87℃,极大地提高了原始羰基铁粉的抗氧化性能。图3是本发明实施例3所得抗氧化吸收剂样品和未经任何处理的原始羰基铁粉在空气气氛中的热重变化曲线。定义样品增重5wt.%为明显增重点,对应的温度为明显增重起始温度。从图3中可以看出,原始羰基铁粉的明显增重起始温度为353℃,而实施例3得到抗氧化吸收剂样品的明显增重起始温度为385℃。说明经实施例3处理后,羰基铁粉的明显增重起始温度增加了32℃,显著地提高了原始羰基铁粉的抗氧化性能。
图4(a)为原始羰基铁粉微观形貌,图4(b)为羰基铁粉和铝粉经第一步低能球磨后得到的羰基铁/铝混合粉的微观形貌,图4(c)为羰基铁粉和铝粉经第二步高能球磨后得到的片状化羰基铁/铝混合粉的微观形貌。从图4(a)~(c)可以看出,原始羰基铁粉成球状且表面光滑;经第一步与铝粉混合低能球磨后,球状羰基铁粉表面不再光滑,而是有许多铝粉包覆物,但是仍保留有球状形貌;经第二步高能球磨后,羰基铁/铝混合粉由球状化转变为片状化,包覆在其外部的铝粉形成包覆层将羰基铁粉包覆,以便在高温环境下抗氧化。
图5(a)~(d)是原始羰基铁粉和实施例1所得抗氧化吸收剂样品在300℃热处理50h前后的电磁参数随频率的变化曲线。其中,图5(a)为介电常数实部,图5(b)为介电常数虚部,图5(c)为磁导率实部,图5(d)为磁导率虚部。从图5(a)~(d)可以看出,实施例1得到的样品介电常数实部值较原始羰基铁粉样品值有明显降低,实施例1得到的样品磁导率值较原始羰基铁粉样品值有明显升高。这说明球磨片状化后提高了羰基铁粉的电磁匹配程度,这有助于拓宽吸收频宽,提高吸收性能。此外,还可以看出,经300℃热处理50h后,实施例1得到的样品电磁参数变化幅度较小,而原始羰基铁粉的电磁参数变化幅度较大。这说明经300℃热处理50h热处理后,实施例1得到的样品具有更好的温度稳定性,这将极大地提升其在高温应用过程的稳定性。
本发明实施例的关键点在于探究出了兼具抗氧化性能和吸波性能的羰基铁/铝混合粉吸收剂的工艺参数,所述抗氧化羰基铁/铝混合粉吸收剂的制备方法为两步球磨法,第一次球磨采用低能球磨,目的是将羰基铁粉与铝粉混合均匀,使得纳米级的铝粉均匀地包覆在微米级的羰基铁粉表面,形成铁/铝合金化层;第二次球磨采用高能球磨的目的是使得羰基铁粉片状化,片状化后的羰基铁/铝混合粉厚度小于1μm,该厚度值低于铁在GHz频段范围的趋肤深度,可以更有效地抑制涡流损耗,形成易磁面,且羰基铁粉片状化可以在提高其磁导率的同时降低介电常数,从而达到匹配了电磁参数、拓宽了吸收频宽及提高了其吸波性能的目的。相对于其他制备方法而言,本发明实施例的制备方法工艺操作简便、稳定性好、无需复杂的合成设备,大大降低了制备成本,相较于现有的吸收剂制备方法,其具有工艺简单、低成本及高效率的优点,所得的抗氧化羰基铁/铝混合粉吸收剂兼具良好的耐温性和吸波性,可广泛应用于电信行业、医药器械及航天航空等高新技术行业中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种抗氧化吸收剂,其特征在于,是由质量分数为15~3wt.%的铝粉均匀地附着在质量分数为85~97wt.%的羰基铁粉表面,且铝粉均匀包覆羰基铁粉,形成抗氧化羰基铁/铝混合粉吸收剂。
2.根据权利要求1所述的一种抗氧化吸收剂,其特征在于,所述铝粉粒径小于羰基铁粉的粒径。
3.根据权利要求2所述的一种抗氧化吸收剂,其特征在于,所述铝粉的平均粒径为20~80nm,所述羰基铁粉平均粒径为1~6μm。
4.如权利要求1~3任一项所述的一种抗氧化吸收剂的制备方法,其特征在于,按照以下步骤进行:
步骤S1、采用低能球磨制备具有铁/铝合金化层的羰基铁/铝混合粉,使铝粉均匀地附着在羰基铁粉表面;
步骤S2、采用高能球磨对附着有铝粉的羰基铁粉进行片状化,制备片状化羰基铁/铝混合粉。
5.根据权利要求4所述的一种抗氧化吸收剂的制备方法,其特征在于,所述低能球磨中,球磨速度、球磨时间以及磨球与羰基铁/铝混合粉的球料质量比均小于高能球磨。
6.根据权利要求5所述的一种抗氧化吸收剂的制备方法,其特征在于,所述低能球磨中,磨球与羰基铁/铝混合粉的球料质量比为5~15:1,以100~250转/分的速度球磨4~8小时;
所述高能球磨中,磨球与羰基铁/铝混合粉的球料质量比为15~25:1,以250~400转/分的速度球磨8~12小时。
7.根据权利要求5所述的一种抗氧化吸收剂的制备方法,其特征在于,所述步骤S1按照以下步骤进行:
步骤S11、按质量分数称取平均粒径为1~6μm的羰基铁粉85~97wt.%与平均粒径为20~80nm的铝粉15~3wt.%混合得到羰基铁/铝混合粉,并将羰基铁/铝混合粉放入球磨罐中;
步骤S12、在球磨罐中加入与羰基铁/铝混合粉的球料质量比为5~15:1的磨球;
步骤S13、在球磨罐中加入适量有机溶液,以淹没羰基铁/铝混合粉和磨球为准;
步骤S14、采用密封充氩气进行保护,以100~250转/分的速度球磨4~8小时,以使纳米级的铝粉均匀地附着在微米级的羰基铁粉表面,制得具有铁/铝合金化层的羰基铁/铝混合粉。
8.根据权利要求7所述的一种抗氧化吸收剂的制备方法,其特征在于,所述步骤S2按照以下步骤进行:
步骤S21、将步骤S1制备的具有铁/铝合金化层的羰基铁/铝混合粉用所述有机溶液清洗2~3次后置于70~90℃真空干燥箱中烘干,然后将干燥好的羰基铁/铝混合粉放入球磨罐中;
步骤S22、在球磨罐中加入磨球,磨球与干燥好的羰基铁/铝混合粉的球料质量比为15~25:1;
步骤S23、在球磨罐中加入适量所述有机溶液,以淹没烘干的羰基铁/铝混合粉和磨球为准;
步骤S24、采用密封充氩气进行保护,以250~400转/分的速度球磨8~12小时,制得片状化羰基铁/铝混合粉;
步骤S25、球磨结束后,将球磨罐中的片状化羰基铁/铝混合粉取出,用所述有机溶液清洗2~3次后置于70~90℃真空干燥箱中烘干,最后将干燥好的片状化羰基铁/铝混合粉过筛,得到抗氧化羰基铁/铝混合粉吸收剂。
9.根据权利要求8所述的一种抗氧化吸收剂的制备方法,其特征在于,所述片状化后的羰基铁/铝混合粉厚度小于1μm,制备所得抗氧化羰基铁/铝混合粉吸收剂的铝包覆层在高温使用过程中形成致密氧化铝包覆层。
10.根据权利要求7~9任一项所述的一种抗氧化吸收剂的制备方法,其特征在于,所述球磨罐为尼龙球磨罐、氧化锆球磨罐、聚四氟乙烯球磨罐、不锈钢材质球磨罐或氧化铝球磨罐;
所述磨球为氧化锆磨球、氧化铝磨球或不锈钢磨球;
所述有机溶剂为环己烷、乙醇、正辛烷或丙酮;
所述低能球磨和高能球磨均采用行星式球磨机进行。
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