[發(fā)明專利]一種吸波材料的制備方法及其所制得的吸波材料

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310337291.9
• 申請(qǐng)日: 2013-08-05
• 公開（公告）號(hào): CN103396762A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉強(qiáng)春;戴建明;鄒鍵;張敏;孫玉平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): C09K3/00
• 分類號(hào): C09K3/00
• 代理公司: 北京凱特來知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;趙鎮(zhèn)勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及吸波材料領(lǐng)域，尤其涉及一種吸波材料的制備方法及其所制得的吸波材料。

背景技術(shù)

近年來，吸波材料在軍事“隱身”技術(shù)、改善電磁兼容性能、防止電磁輻射、防止信息泄露等領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。對(duì)于一種吸波材料而言，材料質(zhì)量、阻抗匹配、磁損耗能力、可吸收電磁波的頻段范圍等都是衡量吸波材料性能優(yōu)劣的關(guān)鍵因素。

目前，羰基鐵粉（Carbonyl?Iron?Powder，簡(jiǎn)稱為CIP）作為重要的吸波劑被廣泛應(yīng)用于吸波材料領(lǐng)域。如圖1所示，工業(yè)級(jí)應(yīng)用中的羰基鐵粉大多是一種具有奇特的“洋蔥頭”微結(jié)構(gòu)的球形顆粒（這種形態(tài)的羰基鐵粉可以稱為常規(guī)形態(tài)羰基鐵粉）；它不僅具有較高的磁導(dǎo)率和良好的飽和磁化強(qiáng)度，而且還具有價(jià)格低廉、工業(yè)化生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)；但是，由于羰基鐵粉具有軟磁材料特性，而且還具有密度大、易氧化、介電常數(shù)高、渦流效應(yīng)大等缺點(diǎn)，因此這極大地限制了羰基鐵粉的實(shí)際應(yīng)用范圍。

在現(xiàn)有技術(shù)中，通?？梢圆捎脺p少材料厚度的方法來減小或抑制渦流效應(yīng)，但是由于羰基鐵粉的介電常數(shù)較高，因此減少羰基鐵粉的厚度后會(huì)帶來阻抗失配問題，這仍會(huì)降低羰基鐵粉的吸波性能。此外，現(xiàn)有吸波材料中吸波劑的含量較高，通常會(huì)大于60wt%，有時(shí)甚至?xí)^80wt%，這不僅增大來了吸波材料的密度，而且提高了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種吸波材料的制備方法及其所制得的吸波材料；該制備方法不僅改善了阻抗匹配、保持或提高了磁損耗能力，而且有效抑制了趨膚效應(yīng)，從而使該吸波材料在較寬的頻段范圍都能具備較好的吸波性能。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種吸波材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟A、將常規(guī)形態(tài)羰基鐵粉放入球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，從而得到片狀羰基鐵粉；

步驟B、將片狀羰基鐵粉放入反應(yīng)釜中，并向反應(yīng)釜中添加去離子水和氫氧化鈉固體，從而配置成pH值在11～14之間的反應(yīng)系統(tǒng)；

步驟C、令所述的反應(yīng)系統(tǒng)在150～190℃下反應(yīng)4～8小時(shí)，再冷卻至室溫；

步驟D、用磁鐵收集冷卻后的反應(yīng)產(chǎn)物，并進(jìn)行干燥后，即制得片狀羰基鐵粉與四氧化三鐵復(fù)合吸波材料。

優(yōu)選地，所述的將常規(guī)形態(tài)羰基鐵粉放入球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，從而得到片狀羰基鐵粉包括如下步驟：

步驟A1、將常規(guī)形態(tài)羰基鐵粉與無水乙醇按照重量比1:2～1:3配制成混合料；

步驟A2、將配制好的混合料放入球磨機(jī)中，球料重量比為5:1～10:1，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為400～500rpm，球磨4～8小時(shí)后即得到片狀羰基鐵粉。

優(yōu)選地，所述的常規(guī)形態(tài)羰基鐵粉的粒徑在0.5～8μm之間。

優(yōu)選地，在步驟D中，用磁鐵收集冷卻后的反應(yīng)產(chǎn)物后，在50～90℃下進(jìn)行干燥。

一種吸波材料，由上述技術(shù)方案中所述的吸波材料的制備方法制備而成。

由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例所提供的吸波材料的制備方法通過球磨處理使常規(guī)形態(tài)羰基鐵粉成為片狀羰基鐵粉，減小了材料的厚度，因而使其渦流效應(yīng)得以削減或抑制；又通過與氫氧化鈉反應(yīng)使片狀羰基鐵粉的表面四氧化三鐵包覆層，不僅能夠降低片狀羰基鐵粉的介電常數(shù)，改善片狀羰基鐵粉的阻抗匹配，而且能夠使片狀羰基鐵粉保持較高的磁損耗，抑制球磨處理后的趨膚效應(yīng)。此外，本發(fā)明實(shí)施例所提供的吸波材料的制備方法可以通過調(diào)整球磨處理的各項(xiàng)參數(shù)以及反應(yīng)系統(tǒng)的pH值來控制該制備方法最終所制得吸波材料的微觀形貌以及四氧化三鐵包覆層的厚度，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)該吸波材料的電磁參數(shù)和吸波性能的調(diào)控，并且使所制得吸波材料在較寬的頻段范圍內(nèi)都能具備較好的吸波性能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)形態(tài)羰基鐵粉的微觀形態(tài)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例所提供的吸波材料的制備方法的流程示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例所提供的片狀羰基鐵粉以及實(shí)施例一、二、三的X射線衍射花樣示意圖。

圖4A為本發(fā)明實(shí)施例所提供的片狀羰基鐵粉的微觀形態(tài)示意圖；

圖4B為本發(fā)明實(shí)施例所提供的實(shí)施例一的微觀形態(tài)示意圖；

圖4C為本發(fā)明實(shí)施例所提供的實(shí)施例二的微觀形態(tài)示意圖；