CN109943284A - 一种吸波材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种吸波材料及其制备方法，通过利用粘结剂将羰基铁粉和铁硅铝(FeSiAl)粉末结合来制备吸波材料，由于FeSiAl粉末相比于羰基铁粉具有较高的介电常数和初始磁导率，并且在低频段具有较好的吸波效果，而羰基铁粉在高频段下具有较高的磁导率和良好的吸波效果，因此将两类粉末混合后得到的吸波材料结合了两类粉末的优势，不仅提高了吸波材料的低频吸波性能，拓宽了吸波材料的吸波频段，并且本发明提供的制备方法简单，易于推广，所制备的吸波材料可以广泛地应用于航空航天隐身，电子集成电路、电子电器等耐高温防干扰的设备。也可用于防信息泄露、医疗检测、吸波检测等吸波暗室。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料领域，具体而言，一种吸波材料及其制备方法。
背景技术
随着我国信息技术的迅速发展，电磁波技术在通讯、广播和网络等现代化领域的应用日益广泛，电磁波对各种电子设备的干扰以及对人体健康的危害也逐渐受到世界各国人民的广泛关注。为实现减少或削弱电磁辐射造成的电磁干扰，对电磁兼容技术的要求也越来越高，目前采用的技术主要包括电磁屏蔽和抗电磁干扰技术，使得对吸波材料的研究成为热点问题。
吸波材料中起到吸波损耗作用的是吸收剂，如羰基铁、铁氧体、钛酸钡等，其中羰基铁粉具有吸波效果好、吸收频带宽等特点，故其得到广泛的应用。然而，单一的吸波材料不能同时满足隐身技术所需要的“薄、轻、宽、强”的要求。因此，在雷达波低频段下提高吸波材料的性能，以及在整个雷达波频段下拓宽材料的吸波性能成为目前吸波材料的发展趋势。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明研究了一种吸波材料的制备方法，以提供一种吸波频带宽且吸波性能好的吸波材料。
本发明提供的吸波材料的制备方法，包括：球磨FeSiAl粉末，将球磨后的所述FeSiAl粉末与羰基铁粉混合，得到混合物，然后在混合物中加入粘结剂，混合均匀，制得吸波材料。
在上述制备方法中，所述FeSiAl粉末在所述混合物中的质量分数为10％～30％。
在上述制备方法中，所述混合物在所述混合物和所述粘结剂两者中的质量分数为70％～80％。
在上述制备方法中，所述粘结剂选自石蜡、环氧树脂、酚醛树脂、醇酸树脂中的一种或多种的组合。
在上述制备方法中，在所述球磨之前，向球磨罐中加入C1-C4醇溶液。
在上述制备方法中，所述C1-C4醇溶液选自甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、异丙醇、正丁醇中的一种或多种的组合。
在上述制备方法中，在所述球磨之前，对球磨罐进行抽真空和通氮气处理以排除所述球磨罐内的空气。
在上述制备方法中，所述球磨的料球质量比为1：4～10。
在上述制备方法中，所述球磨的转速为250～350rpm，所述球磨的时间为24h～48h。
由上述方法制备的吸波材料。
本发明提供的吸波材料的制备方法，通过选择羰基铁粉和球磨后的铁硅铝(FeSiAl)粉末作为吸收剂，并且通过粘结剂将它们结合来制备吸波材料。由于FeSiAl粉末相比于羰基铁粉具有较高的介电常数和初始磁导率，并且在低频段具有较好的吸波效果，而羰基铁粉在高频段下具有较高的磁导率和良好的吸波效果，因此将两类粉末混合后得到的吸波材料结合了两类粉末的优势，不仅提高了吸波材料的低频吸波性能，拓宽了吸波材料的吸波频段，并且本发明提供的制备方法简单，易于推广，所制备的吸波材料可以广泛地应用于航空航天隐身，电子集成电路、电子电器等耐高温防干扰的设备。也可用于防信息泄露、医疗检测、吸波检测等吸波暗室。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的吸波材料的制备方法，包括：
在料球质量比为1：4～10下，向球磨罐中加入FeSiAl粉末，并加入适量的C1-C4醇溶液，在转速为250～350rpm的条件下，球磨24h～48h，得到球磨后的片状FeSiAl粉末，在球磨前对球磨罐进行抽真空和通氮气处理以排除罐内空气，防止球磨过程中FeSiAl粉末被氧化，其中，C1-C4醇溶液选自甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、异丙醇、正丁醇中的一种或多种的组合。
按照球磨后的FeSiAl粉末在由球磨后的FeSiAl粉末和羰基铁粉组成的混合物中的质量分数为10％～30％，称取羰基铁粉和球磨后的片状FeSiAl粉末并混合，然后按照上述混合物在上述混合物和粘结剂两者中的质量分数为70％～80％，来称取粘结剂，并将上述混合物与粘结剂混合，制得吸波材料，其中，粘结剂选自石蜡、环氧树脂、酚醛树脂、醇酸树脂中的一种或多种的组合。
吸波材料的反射率测试：在微波暗室中采用弓形法测试吸波材料的反射率。
实施例1
球磨FeSiAl粉末：在料球质量比为1:4下，向球磨罐中加入FeSiAl粉末，并加入适量的无水乙醇溶液，在转速为350rpm的条件下，球磨24h，得到片状FeSiAl粉末，在球磨前对球磨罐进行抽真空和通氮气处理以排除罐内空气，防止球磨过程中FeSiAl粉末被氧化。
制备吸波材料M1：称取7g球磨后的片状FeSiAl粉末和63g羰基铁粉，混合均匀后，加入30g石蜡，充分混合，制得吸波材料。
实施例2
球磨FeSiAl粉末：在料球质量比为1:7下，向球磨罐中加入FeSiAl粉末，并加入适量的甲醇溶液，在转速为250rpm的条件下，球磨48h，得到片状FeSiAl粉末，在球磨前对球磨罐进行抽真空和通氮气处理以排除罐内空气，防止球磨过程中FeSiAl粉末被氧化。
制备吸波材料M2：称取21g球磨后的片状FeSiAl粉末和49g羰基铁粉，混合均匀后，加入30g石蜡，充分混合，制得吸波材料。
实施例3
球磨FeSiAl粉末：在料球质量比为1:10下，向球磨罐中加入FeSiAl粉末，并加入适量的乙二醇溶液，在转速为300rpm的条件下，球磨30h，得到片状FeSiAl粉末，在球磨前对球磨罐进行抽真空和通氮气处理以排除罐内空气，防止球磨过程中FeSiAl粉末被氧化。
制备吸波材料M3：称取35g球磨后的片状FeSiAl粉末和35g羰基铁粉，混合均匀后，加入30g石蜡，充分混合，制得吸波材料。
实施例4
球磨FeSiAl粉末：在料球质量比为1：5下，向球磨罐中加入FeSiAl粉末，并加入适量的丙醇溶液，在转速为320rpm的条件下，球磨40h，得到片状FeSiAl粉末，在球磨前对球磨罐进行抽真空和通氮气处理以排除罐内空气，防止球磨过程中FeSiAl粉末被氧化。
制备吸波材料M4：称取8g球磨后的片状FeSiAl粉末和72g羰基铁粉，混合均匀后，加入20g醇酸树脂，充分混合，制得吸波材料。
实施例5
球磨FeSiAl粉末：在料球质量比为1：8下，向球磨罐中加入FeSiAl粉末，并加入适量的异丙醇溶液，在转速为280rpm的条件下，球磨45h，得到片状FeSiAl粉末，在球磨前对球磨罐进行抽真空和通氮气处理以排除罐内空气，防止球磨过程中FeSiAl粉末被氧化。
制备吸波材料M5：称取24g球磨后的片状FeSiAl粉末和56g羰基铁粉，混合均匀后，加入20g酚醛树脂，充分混合，制得吸波材料。
实施例6
球磨FeSiAl粉末：在料球质量比为1：9下，向球磨罐中加入FeSiAl粉末，并加入适量的正丙醇溶液，在转速为300rpm的条件下，球磨35h，得到片状FeSiAl粉末，在球磨前对球磨罐进行抽真空和通氮气处理以排除罐内空气，防止球磨过程中FeSiAl粉末被氧化。
制备吸波材料M6：称取40g球磨后的片状FeSiAl粉末和40g羰基铁粉，混合均匀后，加入20g环氧树脂，充分混合，制得吸波材料。
分别对上述实施例1-6制备的吸波材料M1-M6的吸波性能进行测试，得到吸波材料在1-18GHz的频段内的反射率峰值以及相应的吸收频段，结果如下表1所示：
表1
由上表可知，所制备的吸波材料在1-18GHz的频段内出现反射率峰值，且反射率峰值可达-35dB，同时，随着吸波剂含量的增加，最大吸收峰向低频移动，这表明当羰基铁粉和铁硅铝(FeSiAl)混合后制备的吸波材料在低频和高频下均具有良好的吸波性能。
本发明提供的吸波材料的制备方法，通过利用粘结剂将羰基铁粉和铁硅铝(FeSiAl)结合，并通过控制羰基铁粉和铁硅铝(FeSiAl)的含量来制备具有优良的电磁波吸收性能的吸波材料，由于FeSiAl粉末相比于羰基铁粉具有较高的介电常数和初始磁导率，并且在低频段具有较好的吸波效果，而羰基铁粉在高频段下具有较高的磁导率和良好的吸波效果，因此将两类粉末混合后得到的吸波材料结合了两类粉末的优势，所制备的吸波材料不仅在低频段内具有高的初始磁导率且可以在高频段内仍维持较高的介电常数和磁导率，在低频段提高了材料的吸波性能，并且在低于-4dB吸收量时拓宽了吸收频带，而且在厚度一定的条件下提高了反射率峰值，这些对于混合其他优质高、低频吸收剂，以充分发挥两者吸波性能特点并获取宽频带的吸波材料提供了参考，并且本发明提供的制备方法简单，易于推广，所制备的吸波材料可以广泛地应用于航空航天隐身，电子集成电路、电子电器等耐高温防干扰的设备。也可用于防信息泄露、医疗检测、吸波检测等吸波暗室。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种吸波材料的制备方法，其特征在于，包括：
球磨FeSiAl粉末，将球磨后的所述FeSiAl粉末与羰基铁粉混合，得到混合物，然后在混合物中加入粘结剂，混合均匀，制得吸波材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述FeSiAl粉末在所述混合物中的质量分数为10％～30％。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述混合物在所述混合物和所述粘结剂两者中的质量分数为70％～80％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂选自石蜡、环氧树脂、酚醛树脂、醇酸树脂中的一种或多种的组合。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述球磨之前，向球磨罐中加入C1-C4醇溶液。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述C1-C4醇溶液选自甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、异丙醇、正丁醇中的一种或多种的组合。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述球磨之前，对球磨罐进行抽真空和通氮气处理以排除所述球磨罐内的空气。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述球磨的料球质量比为1：4～10。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述球磨的转速为250～350rpm，所述球磨的时间为24h～48h。
10.一种根据权利要求1～9任一项所述的制备方法制备的吸波材料。
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