專利名稱：一種吸波材料的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種吸材料的制備方法，確切的說是以鐵基納米晶材料為母材來制備。
背景技術：
電磁波污染已是當今世界的一個重要問題，隨著3G手機、高頻率電腦芯片的開發(fā) 應用、微波爐的普及，電磁污染已深入到生活的方方面面，電磁污染對環(huán)境安全產(chǎn)生了嚴重 的影響。此外，電磁波的信息泄漏、干擾也對軍民用的重要信息安全產(chǎn)生極大危害，對電磁 波吸收材料的研制開發(fā)一直是一個重要課題?，F(xiàn)有技術中關于這方面的公開文獻可以參考 CN101445716A、CN100518480C、CN101567224A 等。
然而在吸波劑材料的研究上，傳統(tǒng)吸波材料的吸收能力主要集中在5GHz以上的 頻段，在微波領域的低頻段即2GHz 5GHz頻段的吸波材料性能難有突破。通常在低頻段 用于電磁波吸收的基礎材料以金屬磁性顆粒為主，金屬磁性粉末吸收劑主要是通過磁滯損 耗、渦流損耗來吸收損耗電磁波，它具有溫度穩(wěn)定性好、磁導率高、介電常數(shù)大、電磁損耗 大、低頻吸收特性較好等優(yōu)點。金屬磁性超細微粉隨粒子的細化，表面原子所占百分比急劇 上升，除表面能的急劇增加外，由于波函數(shù)的尾段效應，造成表層原子與內(nèi)部原子具有不同 的能態(tài)。因此，隨著能帶結構發(fā)生變化，與塊狀金屬相比，超細微粒的電、磁、熱物理性能有 很大的改變，顯示出對電磁波吸收性能的提高。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是針對上述的技術現(xiàn)狀而提供一種在2GHz 18GHz 具有較好電磁波吸收性能的吸波材料的制備方法。
本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為一種吸波材料的制備方法，其特 征在于包括如下步驟
①以單輥激冷的方法制備的鐵基納米晶材料為母材，將該母材在氮氣保護下進行 納米晶化處理，得到納米晶相結構的鐵基納米晶材料；
②用高速切削對鐵基納米晶材料進行機械破碎，得到粉體；
③用氣流磨對粉體進行再處理，氣體工作壓力0. 5 2. OMPa,處理時間0. 5 4h。
所述的步驟③之前對粉體還進行分篩，得到所需要求級別的分級粉體，一般我們 需要的是45 μ m 60 μ m級別的分級粉體。
步驟①所述的鐵基納米晶材料優(yōu)選為!^e72Cu1Nb3Si15By i^e72.5CUlNb2V2Si13.5B9或 i^e73.5CUlNd3Sil3.5B9。當然還可以采用其他組分的配比的鐵基納米晶材料。
鐵基納米晶合金具有高磁導率、高飽和磁感應強度等優(yōu)點，具有較好電磁波吸收 性能，尤其是呈薄片形狀的納米晶磁性合金顆粒材料，由于其具有較高的自然共振頻率，有 利于獲得微波高吸收性能。
由于納米晶合金具有高硬度特征，傳統(tǒng)工藝制備的納米晶磁性合金顆粒往往顆粒粗大，顆粒邊緣呈菱角狀，影響材料的磁電效應與吸波性能。
氣流磨是一種粉體制備的常用方法，通過氣流磨機中高速氣體對粉體的加速，粉 體間進行高速碰撞，實現(xiàn)粉體的細化。但是對于鐵基納米晶材料，由于其硬度較高，使得其 粉碎能力相對薄弱，但在高速碰撞過程中，由于粉體邊緣的高速接觸，使得粉體的邊緣形貌 發(fā)生了改變，也即修飾了其微觀形貌，從而使得粉體的磁電特性發(fā)生改變，提高了材料的吸 波性能。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于利用氣流磨高速碰撞，實現(xiàn)粉體的細化，對 納米晶磁性粉體的微觀形貌進行修飾的方法，來改變粉體材料的微觀形貌，從而使得粉體 的磁電特性發(fā)生改變，達到提高材料磁電效應與吸波性能的目的。本方法可對不同粒度的 粉體材料進行處理，得到滿足不同使用要求的原料，還可以方便地調(diào)整粉體處理的工藝參 數(shù)，得到不同電磁參數(shù)的材料；在改性處理過程中不產(chǎn)生高溫，不需加入磨介，避免材料被 氧化以及摻入雜質(zhì)的可能；實驗證明所得材料可顯著提高材料對電磁波的吸收性能及拓寬 吸收頻帶；


圖1實施例1所得材料的吸波性能與頻率的關系。
圖2實施例2所得材料的吸波性能與頻率的關系。
圖3實施例3所得材料的吸波性能與頻率的關系。
圖4對比例1所得材料的吸波性能與頻率的關系。
具體實施方式
以下結合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
實施例1
本實例的材料成分組成為Fe72Cu1Nb3Si15B9,以單輥激冷的方法制備鐵基納米晶材 料母材，將該材料在高純氮氣保護下進行納米晶化處理，得到納米晶相結構的納米晶材料。 用高速切削的方法對鐵基納米晶材料進行機械破碎制備得到納米晶材料粉體，對粉體進 行分篩，得到45 μ m 60 μ m級別的分級粉體。用氣流磨設備對粉體進行再處理，氣體工 作壓力0. 5MPa，處理時間lh，然后測量其吸波性能。如圖1所示，可見在2GHz時反射率R =-3. 5dB，最大發(fā)射率出現(xiàn)在4. 5GHz頻點，為-6. 7dB，在2GHz 18GHz頻率范圍內(nèi)，反射 率大于-5dB的頻寬為6GHz。
實施例2
本實例的材料成分組成為Fe72.5CUlNb2V2Si13.5B9，以單輥激冷的方法制備鐵基納米 晶材料母材，將該材料在高純氮氣保護下進行納米晶化處理，得到納米晶相結構的納米晶 材料。用高速切削的方法對鐵基納米晶材料進行機械破碎制備得到納米晶材料粉體，對粉 體進行分篩，得到45 μ m 60 μ m級別的分級粉體。用氣流磨設備對粉體進行再處理，氣體 工作壓力1. OMPa，處理時間池，然后測量其吸波性能，如圖2所示，可見在2GHz時反射率R =-3. 5dB,最大反射率出現(xiàn)在4. 5GHz頻點，為-13. 9dB,在2GHz 18GHz頻率范圍內(nèi)，反射 率大于_5dB的頻寬達15. 5GHz。
實施例34
本實例的材料成分組成為Fe73.5CUlNd3Si13.5B9，以單輥激冷的方法制備鐵基納米晶 材料母材，將該材料在高純氮氣保護下進行納米晶化處理，得到納米晶相結構的納米晶材 料。用高速切削的方法對鐵基納米晶材料進行機械破碎制備得到納米晶材料粉體，對粉體 進行分篩，得到30 μ m 45 μ m級別的分級粉體。用氣流磨設備對粉體進行再處理，氣體 工作壓力1. OMPa，處理時間池，然后測量其吸波性能，如圖3所示，可見在2GHz時反射率R =-0. 75dB，最大反射率出現(xiàn)在8GHz頻點，為_11. 7dB，在2GHz 18GHz頻率范圍內(nèi)，反射 率大于_5dB的頻寬達13. 5GHz。
上述各實施例中采用的鐵基納米晶材料不局限于公開的三種，其他鐵基納米晶材 料也同樣能制得較好的吸波材料。這里不再一一列舉。
對比例1
采用實施例3所述的粉體，未經(jīng)本發(fā)明的改性處理，進行吸波性能測試，將測試結 果與實施例3的測試結果進行對比，如圖4所示，其中3號樣品為實施例3的樣品，4號樣品 為未經(jīng)本發(fā)明的改性處理的樣品，可見經(jīng)本發(fā)明處理過的樣品在5 18GHz頻帶上的吸波 性能得到了較大提高。
權利要求
1.一種吸波材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟①以單輥激冷的方法制備的鐵基納米晶材料為母材，將該母材在氮氣保護下進行納米 晶化處理，得到納米晶相結構的鐵基納米晶材料；②用高速切削對鐵基納米晶材料進行機械破碎，得到粉體；③用氣流磨對粉體進行再處理，氣體工作壓力0.5 2. OMPa，處理時間0. 5 4h。
2.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的步驟③之前對粉體還進行分 篩，得到所需要求的分級粉體。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于步驟①所述的鐵基納米晶材料為 Fe72Cu1Nb3Si15B9^ Fe72. SCu1Nb2V2Si13.5B9 或 Fe73. SCu1Nd3Si13.5B9。
全文摘要
一種吸波材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟①以單輥激冷的方法制備的鐵基納米晶材料為母材，將該母材在氮氣保護下進行納米晶化處理，得到納米晶相結構的鐵基納米晶材料；②用高速切削對鐵基納米晶材料進行機械破碎，得到粉體；③用氣流磨對粉體進行再處理，氣體工作壓力0.5～2.0MPa，處理時間0.5～4h。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于利用氣流磨高速碰撞，實現(xiàn)粉體的細化，對納米晶磁性粉體的微觀形貌進行修飾的方法，來改變粉體材料的微觀形貌，從而使得粉體的磁電特性發(fā)生改變，達到提高材料磁電效應與吸波性能的目的。
文檔編號C22C1/04GK102031446SQ201010619559
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權日2010年12月22日
發(fā)明者丁昂, 吳敏, 張延松, 李明利, 紀松, 錢坤明 申請人:中國兵器工業(yè)第五二研究所