[發明專利]一種鐵基非晶合金/石墨烯吸波材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110362816.9
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113106358B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 余建星;劉欣;余楊;王福程;李昊達;孫若珂
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C22C45/02
• 分類號: C22C45/02;B22F9/08;C23C4/06;C23C4/129;H01Q17/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

本發明涉及一種鐵基非晶合金/石墨烯吸波材料，包含85?95wt％的鐵基非晶合金微粉和5?15wt％的石墨烯微粉，所述的鐵基非晶合金包含Fe、Si、Cu、B、Nb。所述鐵基非晶合金最好包含如下質量百分比的成分：Fe₈₅Si₄Cu₃B₆Nb₂。制備方法包括以下步驟：將原料按照先高熔點后低熔點的順序依次放入真空熔煉爐內，然后升溫使其全部熔化，冷卻得到鐵基非晶合金母錠；預處理，并制成小塊體；利用真空霧化方法制備成鐵基非晶合金粉末，獲得鐵基非晶合金微粉；將鐵基非晶合金微粉與石墨烯微粉充分混合，得到鐵基非晶合金/石墨烯吸波材料。

技術領域

本發明屬于吸波材料領域，具體涉及一種鐵基非晶合金/石墨烯吸波材料及其制備方法。

背景技術

隨著科學技術的高速發展，大量電子設備被生產應用，所產生的電磁波互相干擾會導致信號中斷、設備失靈等嚴重問題。并且電磁輻射會對人體造成危害，因此防護電磁波干擾，尋找一種高性能吸波材料已經成為新材料研究領域的一大課題。

吸波材料不僅可以應用于軍事領域，如實現戰斗機核潛艇等武器裝備的隱身，從而提升武器在戰爭中的生存幾率和作戰能力；也可以應用于民用工業領域，提高電子設備的抗干擾能力、加強信息和安全保密性和實現健康安全防護。對吸波材料的研究主要聚焦在兩個方面，一方面是追求高吸收率、質量輕、耐高溫等高性能化，以滿足軍事目標抗雷達偵察等尖端科技需求；另一方面是致力于降低成本，以滿足大批量生產和應用的條件。

在自然界中，鐵元素儲量豐富，價格低廉。新一代綠色節能材料鐵基非晶合金長程無序、短程有序的獨特結構使其具有優異的軟磁性能，因此研究鐵基非晶合金作為一種新型吸波材料。然而單一鐵基非晶合金作為吸波材料時，其阻抗匹配特性失衡，仍然存在吸波性能不夠理想，吸波帶寬窄等缺點。石墨烯作為一種二維層狀結構材料，不僅具有優異的力學性能和熱穩定性，還具有良好的導電性能，電阻率低，介電常數大，載流子遷移率高。正因這些優勢，石墨烯可以作為導電材料提供介電損耗，使阻抗相匹配，增加吸波效果。因此結合二者優點，通過鐵基非晶合金添加石墨烯制備復合材料的方法可以改善材料吸波屬性。

發明內容

本發明的提供了一種吸收頻帶寬及其吸波能力強的鐵基非晶合金/石墨烯吸波材料，并提供該鐵基非晶合金/石墨烯吸波材料的制備方法，該方法制備工藝簡單、成本低廉。技術方案如下：

一種鐵基非晶合金/石墨烯吸波材料，其特征在于：包含85-95wt％的鐵基非晶合金微粉和5-15wt％的石墨烯微粉，所述的鐵基非晶合金包含Fe、Si、Cu、B、Nb。

優選地：所述鐵基非晶合金包含如下質量百分比的成分：Fe₈₅Si₄Cu₃B₆Nb₂。

本發明同時給出上述鐵基非晶合金/石墨烯吸波材料的制備方法，包括以下步驟：

S1.按照鐵基非晶合金Fe₈₅Si₄Cu₃B₆Nb₂質量分數百分比稱取Fe、Si、Cu、B、Nb原料；

S2.將步驟S1所述的原料按照先高熔點后低熔點的順序依次放入真空熔煉爐內，然后升溫使其全部熔化，冷卻得到鐵基非晶合金母錠。

S3.將步驟S2所述的鐵基非晶合金母錠進行預處理，并制成小塊體；

S4.將步驟S3所述的鐵基非晶合金母錠小塊體利用真空霧化方法制備成鐵基非晶合金粉末，并進行篩選獲得粒徑為30-53微米的鐵基非晶合金微粉。

S5.將步驟S4所述鐵基非晶合金微粉與石墨烯微粉按(85-95)：(5-15)的質量分數比例充分混合，得到鐵基非晶合金/石墨烯吸波材料。