[發明專利]一種殼核結構的碳包覆鐵基納米晶合金復合粉體電磁波吸收劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202110594303.0
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113333743B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 李艷輝;張偉;石常路
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B22F1/05
• 分類號: B22F1/05;B22F1/16;B22F9/04;B22F9/08;H05K9/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 王思宇;李洪福

1.一種殼核結構的碳包覆鐵基納米晶合金復合粉體電磁波吸收劑，其特征在于，粉體具有近球形殼核結構，粉體粒徑為3~10 μm；粉體核心部納米晶合金為非晶和α-Fe的復合組織，α-Fe的晶粒尺寸為10~30 nm，合金成分為Fe_bal.Si_aB_b，其中a和b分別表示對應元素的原子百分比含量，并滿足3≤a≤15、3≤b≤15、Fe為余量；粉體殼層部為平均厚度0.3~1 μm的非晶C層，占粉體的重量百分比含量為5~25；

粉體核心部納米晶合金的成分為Fe_bal.Co_xNi_ySi_aB_bC_cCu_dTM_e，其中TM為Nb、Mo、Cr、Mn中的至少一種，x、y、a、b、c、d和e分別表示對應元素的原子百分比含量，并滿足0≤x≤15、0≤y≤15、0≤x+y≤20、0≤a≤15、0≤b≤15、0≤c≤15、6≤a+b+c≤30、0≤d≤2、0＜e≤4、余量為Fe。

2.根據權利要求1所述的殼核結構的碳包覆鐵基納米晶合金復合粉體電磁波吸收劑，其特征在于，由所述復合粉體和透波基體按質量比3:2混合而成的電磁波吸收涂層在層厚為1.5~2.5 mm時，反射損耗低于-10 dB的頻率范圍為8~18 GHz，最小反射損耗為-54 dB。

3.根據權利要求1所述的殼核結構的碳包覆鐵基納米晶合金復合粉體電磁波吸收劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、制備Fe基納米晶合金粉

a. 按照所述Fe基納米晶合金的名義成分式稱量原材料配制合金，各原料純度不低于99重量%；

b. 采用感應熔煉爐或非自耗電弧爐在氬氣氛圍下熔化混合好的原材料得到化學均勻的母合金錠；

c. 將母合金錠機械破碎并過篩得到粒徑低于300 μm的合金微粉；

d. 將合金微粉置于不銹鋼球磨罐中，設置球料比為20:1，將球磨罐抽真空后充入氬氣，隨后封閉球磨罐置于行星式球磨機內進行球磨，設置轉速為350 rpm，每磨30 min停機5分鐘進行冷卻，采用正反轉運行程序確保粉體球磨均勻，設置球磨時間為50~85 h，球磨結束后冷卻0.5 h后取出得到粒徑為2~8 μm的Fe基納米晶合金粉；

步驟二、采用商用C粉或者采用如下步驟制備C粉

a. 將石墨機械破碎并過篩得到粒徑低于300 μm的石墨微粉；

b. 將石墨微粉置于不銹鋼球磨罐中，設置球料比為20:1，將球磨罐抽真空后充入氬氣，隨后封閉球磨罐置于行星式球磨機進行球磨，設置轉速為350 rpm，每磨30 min停機5分鐘進行冷卻，采用正反轉運行程序確保粉體球磨均勻，設置球磨時間為30 h，球磨結束后冷卻0.5 h后取出得到粒徑為1~3μm的C粉；

步驟三、制備C包覆Fe基納米晶合金復合粉體

將步驟一和步驟二獲得的Fe基納米晶合金粉和C粉按設定比例混合，置于不銹鋼球磨罐中，選擇球料比為20:1或30:1，將球磨罐抽真空后充入氬氣，隨后封閉球磨罐置于行星式球磨機進行球磨，設置轉速為200 rpm，每磨30 min停機5分鐘進行冷卻，采用正反轉運行程序確保粉體球磨均勻，設置球磨時間為6~10 h，球磨結束后冷卻0.5 h后取出得到粒徑為3~10 μm的復合粉體。