[發明專利]一種Ni-Zn鐵氧體纖維及其制備方法

無效

• 申請號: 200710024985.1
• 申請日: 2007-07-16
• 公開（公告）號: CN101100374A
• 公開（公告）日: 2008-01-09
• 發明（設計）人: 沈湘黔;過利萍;賈國秀;沈絳英
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C04B35/30
• 分類號: C04B35/30;C04B35/624
• 代理公司: 南京知識律師事務所
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明涉及無機非金屬材料領域，特指一種Ni-Zn(Ni_xCu_1-x-yZn_y：0＜x＜1，0＜y＜1，1-x-y≥0)系列鐵氧體陶瓷纖維及其制備方法。

背景技術

隨著微波和微電子工程技術的迅速發展，吸波材料在隱身技術和抗電磁干擾等領域的重要性日益突出。現代科技的飛速發展導致傳統的吸波材料不能夠滿足日益增長的需求，“薄、輕、寬、強”是吸波材料未來發展的目標，也就是對吸收劑要求密度小、吸收頻帶寬、在寬頻帶范圍內對電磁波有較強的吸收。面對目前對電磁吸波材料性能的高要求，傳統單一的材料很難滿足需要，吸波材料復合化也是未來的大方向。Ni-Zn軟磁鐵氧體材料是一類產量大、應用廣的高頻軟磁材料。傳統Ni-Zn軟磁鐵氧體材料在1MHz以下的低頻范圍內，其性能不如Mn-Zn鐵氧體，但在1MHz以上，由于它具有多孔性及高電阻率，可避免金屬導體在高頻下存在的趨膚效應，電磁波能有效進入，對微波具有良好的衰減作用，其性能大大優于Mn-Zn鐵氧體，非常適宜在高頻中應用，成為高頻應用中性能最好的軟磁材料。

作為吸波劑，尖晶石型Ni-Zn鐵氧體粉體的晶體結構具有較高的對稱性，各向異性場很小，導致以粉體形式存在或由這些粉體材料經成型而形成的塊體尖晶石型鐵氧體材料的自然共振頻率較低，而共振吸收是鐵氧體在微波段的主要電磁波吸收機制，因此Ni-Zn鐵氧體粉體作為電磁波吸收劑的應用頻率受到了限制。而Ni-Zn鐵氧體纖維是一種“雙復介質”，又具有一定的介電性，軸向磁導率和介電常數大于徑向磁導率和介電常數，具有顯著的形狀各向異性，具備大量吸收電磁波能量的條件，對高頻電磁波具有優良的吸波性能；低頻時較高的磁導率和較低的介電常數，適合匹配設計，電阻率也遠大于金屬纖維，而且形狀各向異性的結構特點非常有利于吸波。相對于粉體材料，Ni-Zn鐵氧體纖維具有占空比低，強度大等特點，可應用在航空航天、電磁屏蔽、國防及材料復合增強等各種領域。

目前陶瓷纖維的主要制備方法有水熱法、碳纖維灌漿置換法、化學氣相沉積法(CVD法)、溶膠-凝膠法以及有機凝膠先驅體轉化法等，有關鐵氧體陶瓷纖維制備方面的報道較少，英國的R.C.Pullar等人在文章[The?manufacture，characterisation?and?microwave?properties?ofaligned?M?ferrite?fibres[J].Journal?of?Magnetism?and?Magnetic?Materials，1998(186)：326-332；Ahalide?free?route?to?the?manufacture?of?microstructurally?improved?M?ferrite(BaFe₁₂O₁₉andSrFe₁₂O₁₉)fibres[J].Journal?of?the?European?Ceramic?Society，2002(22)：2039-2045.]中提出采用水溶膠-凝膠法制備一系列的磁鉛石型鐵氧體纖維，但制備出的纖維直徑過大，組成顆粒在微米級。

專利ZL200510095475.4“尖晶石型鐵氧體纖維及其制備方法”中介紹了一元尖晶石型MeFe₂O₄(Me:Mn、Zn、Ni、Co)鐵氧體纖維及其制備方法，制備過程中調解溶液的pH＝5～6，將素絲800～1100℃后得到的纖維的直徑0.1～20μm，長度0.001～1m，纖維的長徑比為10～10⁷。

發明內容

本發明的目的是提供一種Ni-Zn鐵氧體陶瓷纖維及其制備方法。

為了制備出直徑小、長徑比大、性能優良的鐵氧體纖維，在溶膠-凝膠法的基礎上，采用有機凝膠先驅體轉化法，將金屬的有機鹽或無機鹽溶于適當的溶劑中，配制成均勻透明的溶液，達到近分子水平的混合；為使前驅物在溶劑中發生水解-縮聚反應，應控制水量，反應時間或加入適當的催化劑；經過充分攪拌后形成溶膠，經干燥等措施，使溶膠粘度逐漸增大，在合適的粘度條件下，拉制成凝膠纖維素絲，再經干燥，熱處理過程，獲得目標產物鐵氧體纖維。

一種Ni-Zn鐵氧體纖維，分子式為Ni_xCu_1-x-yZn_y：0＜x＜1，0＜y＜1，1-x-y≥0，纖維的直徑0.2～100μm，纖維長度5μm～2m。