專利名稱：一種具有良好吸波特性的快淬Fe-基金屬顆粒的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種具有吸波特性的金屬顆粒材料，特別是具有良好吸波特性的快淬 Fe-基金屬顆粒材料的制備方法。
背景技術：
隨著現代科學技術的發展，電磁波輻射對環境的影響日益增大。在機場，飛機航班因電磁波干擾無法起飛而誤點；在醫院，移動電話常會干擾各種電子診療儀器的正常工作； 在日益重要的隱身和電磁兼容(EMC)技術中，電磁波吸收材料的作用和地位也顯得十分突出，已成為現代軍事中電子對抗的法寶和“秘密武器”。因此，治理電磁污染，尋找一種具有優良吸波特性的材料，已成為材料科學的一大課題。吸波材料研究不僅在軍事上有著重大意義，而且對民用電子行業如抗干擾器件的開發也起著推動作用。尋找具有優良吸波特性材料的新設計方法一直是人們尋求的目的， 但吸波材料存在著對電磁波的反射問題。雖然到目前為止人們已經研究了不少的電磁波吸收材料，但仍無法做到無反射吸收，只能盡可能高的提高材料的吸波特性，因此距離實際應用仍舊有不小的距離。
發明內容
本發明的目的在于提供一種制備具有良好吸波特性的快淬Fe-基金屬顆粒材料的方法，這種具有良好吸波特性的快淬Fe-基金屬顆粒材料的制備方法其特征是使用以下步驟(1) Fe-基金屬合金的制備將高純鐵棒(99. 9wt % )比例為65-70 %、釹塊 (99. 9wt% )比例為2-4%、分析純鈷片(99. 8wt% )比例為16-20%、分析純硼(99. 8wt% ) 比例為9-13%，按各元素在合金中所占的原子百分比稱取相應質量的金屬，配成磁性金屬合金，放入高頻感應熔煉爐內熔煉得到合金鑄錠；O)Fe-基金屬薄帶的制備將(1)中所得的磁性金屬合金采用真空快淬爐熔煉甩帶，將合金鑄錠放入坩堝，抽真空后充氬至0. 05MP，在鉬輪外沿線速度為20-40m/s的狀態下，由鎢鈰電極高壓電弧后將合金鑄錠熔化，由高速旋轉的鉬輪將熔化了的溶液甩成薄帶；(3)Fe-基金屬顆粒的制備將O)中所得的薄帶先用粉碎機粗碎，再用行星球磨機加入無水乙醇細磨，球料比10 1，轉速500r/min，每20min反轉一次，球磨時間為池，將球磨池后的磨料陰干；(4)將(3)中所得的磨料放入燒杯中并加入適量無水乙醇，用玻璃棒充分攪拌均勻后，放入超聲波設備水槽的正中央，其中水槽中的水高于燒杯中粉末高度；開啟超聲波設備，并設置超聲頻率2. 5-3. 5GHz，對磨料進行超聲處理20-40min ；(5)將中所得的磨料放入烘箱烘干后過篩，得到目數為200-300目的均勻
Fe-基金屬粉末顆粒。
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本發明優點與效果將(5)中所得的Fe-基金屬粉末顆粒材料做成標準測量環測其電磁參量，經過線傳輸理論計算反射損耗后發現磁損耗μ “與磁導率μ ‘均有小幅度的降低，但降低并不明顯；介電損耗ε “與介電常數ε'得到了明顯降低，形成了更佳阻抗匹配條件，反射損耗得到了大幅提升，即金屬顆粒材料的吸波特性有了明顯提高。與現有技術相比，本發明從利用超聲波在液體中的空化原理和機械效應出發來獲得快淬Fe-基金屬顆粒分散均勻的材料，同時超聲波在壓電材料和磁致伸縮材料中傳播時，由于超聲波的機械作用而引起的感生電極化和感生磁化，從而提高Fe-基金屬顆粒材料的吸波特性。本發明原理正確，手段科學，用本發明獲得的一種具有良好吸波特性的塊淬 Fe-基金屬顆粒材料，有很高的實用價值，廣泛的應用前景。
圖IA為本發明實施例1中測得樣品的磁損耗μ “特性IB為本發明實施例1中測得樣品的磁導率μ ‘特性IC為本發明實施例1中測得樣品的介電損耗ε “特性ID為本發明實施例1中測得樣品的介電常數ε ‘特性IE為本發明實施例1中測得樣品的反射損耗特性2為本發明實施例2中測得樣品的反射損耗特性3為本發明實施例3中測得樣品的反射損耗特性圖
具體實施例方式為了更好的理解本發明，以下實施例進一步闡明本發明的內容，以下實施例旨在說明本發明而不是對本發明的進一步限定，本領域的技術人員根據上述本發明的內容做出一些非本質的改進和調整，均屬于本發明保護范圍。實施例1 (1)將高純鐵棒(99. 9wt% )比例為65-70%、釹塊(99. 9wt% )比例為2-4%、分析純鈷片(99.8wt%)比例為16-20%、分析純硼(99.8wt%)比例為9-13%，按各元素在合金中所占的原子百分比稱取相應質量的金屬，配成磁性金屬合金，放入高頻感應熔煉爐內熔煉得到合金鑄錠，為確保成分的均勻性，反復熔煉兩次。采用真空快淬爐熔煉甩帶。將合金鑄錠放入坩堝，在抽真空后充氬的狀態下，由鎢鈰電極高壓電弧后將合金鑄錠熔化，由高速旋轉的鉬輪將熔化了的溶液甩成薄帶。然后將所得帶狀物先用粉碎機粗碎，再用行星球磨機加入無水乙醇細磨池后陰干。其中球料比 10 1，轉速 500r/min，每 20min 反轉一次。將陰干后的磨料倒入燒杯并加入適量無水乙醇后放入超聲波設備的水槽中，開啟超聲波，設置超聲頻率為2. 5GHz，超聲時長20min。最后將超聲后的磨料放入烘箱，充分干燥后過篩，得到目數為200-300目的均勻 Nd-Fe-Co-基金屬粉末顆粒。將以上制備所得的Nd-Fe-Co基磁性金屬顆粒與未作任何處理的Nd-Fe-Co基磁性金屬顆粒(膜厚度1. 5mm)按線傳輸理論經反射損耗計算并通過對比后如圖1所示，發現(1)經超聲波分散處理后，磁損耗μ “有小幅度的降低，降幅低于1_2%。(2)經超聲波分散處理后，磁導率μ ‘有小幅度的降低，降幅低于1_2%。(3)經超聲波分散處理后，介電損耗ε “降低幅度較大，在2GHz時，介電損耗由未作處理樣品的55降低到15，降幅超過50%。(4)經超聲波分散處理后，介電常數ε ‘得到了明顯降低，在2GHz時，由未作處理樣品的115降低到65，降幅超過40%。(5)經超聲波分散處理后，反射損耗dB得到了大幅提升，未超聲前的最大反射損耗值由2. 2GHz的-6. 5dB，而超聲后的最大反射損耗在3. IGHz處達到-11. 4dB，相對于未作處理的樣品最大反射損耗提升了超過90%。綜上所述，在經超聲波分散處理后的Nd-Fe-Co基磁性金屬顆粒材料得到了比未經超聲波分散處理的Nd-Fe-Co基磁性金屬顆粒材料具有更優良的吸波特性。實施例2 與實施例1中的制備Nd-Fe-Co基磁性金屬顆粒材料的方法相同，但將超聲頻率設置為3. 0GHz，超聲時長30min。將制備所得的Nd-Fe-Co基磁性金屬顆粒與未作任何處理的Nd-Fe-Co基磁性金屬顆粒(膜厚度1. 5mm)按線傳輸理論經反射損耗計算并通過對比后 (見圖2)得到了與實施例1相一致的結論。實施例3 與實施例1中的制備Nd-Fe-Co基磁性金屬顆粒材料的方法相同，但將超聲頻率設置為3. 5GHz，超聲時長40min。將制備所得的Nd-Fe-Co基磁性金屬顆粒與未作任何處理的Nd-Fe-Co基磁性金屬顆粒(膜厚度1. 5mm)按線傳輸理論經反射損耗計算并通過對比后 (見圖3)得到了與實施例1相一致的結論。
權利要求
1. 一種具有良好吸波特性的快淬Fe-基金屬顆粒的制備方法，其特征是采用如下步驟Fe-基金屬合金的制備將高純鐵棒(99. 9wt%)比例為65_70%、釹塊(99. 9wt %)比例為2-4%、分析純鈷片(99. 8 wt %)比例為16-20%、分析純硼(99. 8wt%)比例為9_13%，按各元素在合金中所占的原子百分比稱取相應質量的金屬，配成磁性金屬合金，放入高頻感應熔煉爐內熔煉得到合金鑄錠；將(1)中所得的磁性金屬合金采用真空快淬爐熔煉甩帶，將合金鑄錠放入坩堝，抽真空后充氬至0. 05MP，在鉬輪外沿線速度為20-40m/s的狀態下，由鎢鈰電極高壓電弧后將合金鑄錠熔化，由高速旋轉的鉬輪將熔化了的溶液甩成薄帶；將(2)中所得的薄帶先用粉碎機粗碎，再用行星球磨機加入無水乙醇細磨，球料比10 1，轉速500r/min，每20min反轉一次，球磨時間為池，將球磨池后的磨料陰干；將(3)中所得的磨料放入燒杯中并加入適量無水乙醇，用玻璃棒充分攪拌均勻后，放入超聲波設備水槽的正中央，其中水槽中的水高于燒杯中粉末高度；開啟超聲波設備，并設置超聲頻率2. 5-3. 5GHz，對樣品進行超聲處理20-40min ；將(4)中所得的磨料放入烘箱烘干后過篩，得到目數為200-300目的均勻Fe-基金屬粉末顆粒。
全文摘要
本發明提供了一種用超聲波制備具有吸波特性的快淬Fe-基金屬顆粒的方法。將各金屬元素在合金中所占的質量百分比稱取相應的金屬配成磁性金屬合金，并在熔煉、甩帶、球磨后通過超聲波分散處理得到的能夠改善界面特性與分布均勻的具有優良吸波特性的Fe-基金屬顆粒材料。本發明從利用超聲波在液體中的空化原理和機械效應出發來獲得快淬Fe-基金屬顆粒分散均勻的材料，同時超聲波在壓電材料和磁致伸縮材料中傳播時，由于超聲波的機械作用而引起的感生電極化和感生磁化，從而提高Fe-基金屬顆粒材料的吸波特性。本發明原理正確，手段科學，用本發明獲得的一種具有良好吸波特性的塊淬Fe-基金屬顆粒材料，有很高的實用價值，廣泛的應用前景。
文檔編號B22F9/04GK102528052SQ20111044082
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月26日 優先權日2011年12月26日
發明者宋曉龍, 宦峰, 謝國治, 郭稷 申請人:河海大學