[發明專利]摻雜稀土鈰元素和鎳元素的W型鋇鐵氧體及其制備方法

在審

• 申請號: 202310366519.0
• 申請日: 2023-04-03
• 公開（公告）號: CN116425205A
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 曾志輝;鄧艷麗;劉久榮
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C01G49/00
• 分類號: C01G49/00;H05K9/00;C09K3/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王志坤

本發明涉及一種摻雜稀土鈰元素和鎳元素的W型鋇鐵氧體及其制備方法，所述制備方法包括如下步驟：將鐵鹽、鋇鹽、鎳鹽、鈰鹽以及檸檬酸在水中溶解得到前驅體溶液；之后對溶液進行油浴得到凝膠；然后將烘干的凝膠進行高溫煅燒，得到摻雜稀土鈰元素和鎳元素的W型鋇鐵氧體。本發明的摻雜稀土鈰元素和鎳元素的W型鋇鐵氧體具備良好的阻抗匹配以及較強的損耗能力，在較薄的厚度下具有較好的吸波性能。

技術領域

本發明屬于電磁波吸收材料技術領域，具體涉及一種摻雜稀土鈰元素和鎳元素的W型鋇鐵氧體及其制備方法。

背景技術

本發明背景技術中公開的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

近年來，科學技術飛速進步，電子信息技術也在不斷發展，人們也進入到到了一個充滿電磁輻射的環境中，惡略的電磁環境不僅對于人們日常的通訊以及各種電子系統造成干擾和危害，而且對于人們的身體健康也有一定的威脅，電磁輻射問題也逐漸引起人們的重視。其中，電磁波吸收材料由于其應用范圍廣泛，成為了實現電磁防護的重要手段。W型鐵氧體是一種傳統的電磁波吸收材料，性能優良但是密度較大。

用稀土元素對鐵氧體進行摻雜可以增大鐵氧體吸波材料的損耗強度，拓寬有效吸收帶寬。其原因在于一方面稀土元素會使晶體的磁晶各向異性場增強，疇壁位移的阻力大大增加，從而有利于材料磁滯損耗的提高；第二方面晶體的平均晶粒尺寸會因為稀土元素的摻雜而增大，晶界的電阻率變小，整個晶體的電阻率也隨之降低，從而使得材料的渦流損耗提高，與此同時也可以在一定程度上提高多次散射損耗和諧振損耗；第三方面稀土元素可以提高晶界疇壁活性，增加疇壁損耗和自然共振并且稀土元素和其它元素相互作用，使得材料在自然共振、疇壁共振和交換共振的作用下，更加有利于拓寬有效吸收頻帶；第四方面在晶體中，稀土能級豐富有利于增加晶體能級的密集程度，更加容易發生能級躍遷，從而使稀土離子與其他離子之間的能量轉換過程增多，對于電磁波的衰減能力增強，可以實現材料對電磁波的多波段吸收。

發明內容

本發明的目的在于，為了使材料具備強損耗和良好的阻抗匹配，提供一種摻雜稀土鈰元素和鎳元素的W型鋇鐵氧體及其制備方法，因為鎳元素具有順磁行為，鎳元素的存在可以使得鐵氧體的各向異性改變，磁通量降低，矯頑力降低，使其具備良好的阻抗匹配，在較薄的厚度下具有較好的吸波性能。

本發明的第一個方面，提供一種摻雜稀土鈰元素和鎳元素的W型鋇鐵氧體的制備方法，包括如下步驟：將鐵鹽、鋇鹽、鎳鹽、鈰鹽以及檸檬酸在水中溶解得到前驅體溶液；之后對溶液進行油浴得到凝膠；然后將烘干的凝膠進行高溫煅燒，得到摻雜稀土鈰元素和鎳元素的W型鋇鐵氧體。

本發明所制得的摻雜稀土鈰元素的W型鋇鐵氧體，一方面稀土元素會使晶體的磁晶各向異性場增強，疇壁位移的阻力大大增加，從而有利于材料磁滯損耗的提高；第二方面晶體的平均晶粒尺寸會因為稀土元素的摻雜而增大，晶界的電阻率變小，整個晶體的電阻率也隨之降低，從而使得材料的渦流損耗提高，與此同時也可以在一定程度上提高多次散射損耗和諧振損耗；第三方面稀土元素可以提高晶界疇壁活性，增加疇壁損耗和自然共振并且稀土元素和其它元素相互作用，使得材料在自然共振、疇壁共振和交換共振的作用下，更加有利于拓寬有效吸收頻帶；第四方面在晶體中，稀土能級豐富有利于增加晶體能級的密集程度，更加容易發生能級躍遷，從而使稀土離子與其他離子之間的能量轉換過程增多，對于電磁波的衰減能力增強，可以實現材料對電磁波的多波段吸收。

本發明的第二個方面，一種通過上述方法制備得到的摻雜稀土鈰元素和鎳元素的W型鋇鐵氧體。

在本發明的第三方面，一種復合吸波材料，將摻雜稀土鈰元素和鎳元素的W型鋇鐵氧體和石蠟混合得到復合吸波材料。

在本公開的第四方面，上述摻雜稀土鈰元素和鎳元素的W型鋇鐵氧體或所述的復合吸波材料在電磁波吸收領域中的應用。

本發明的有益效果在于：