一種以泡沫鋁為基體的鐵氧體復(fù)合吸波材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種以泡沫鋁為基體的鐵氧體復(fù)合吸波材料。該吸波材料按質(zhì)量百分比計(jì)，由發(fā)泡劑5%～15%、鐵氧體20%～50%、鋁粉25%～40%、氧化鋁粉10%～25%組成。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：1）本發(fā)明的發(fā)泡劑可解決TiH2作為發(fā)泡劑存在價(jià)格昂貴、操作條件苛刻的問題；2）本發(fā)明的發(fā)泡劑可通過改變原料配比來調(diào)節(jié)泡沫鋁的孔隙率和孔徑分布，從而調(diào)節(jié)泡沫鋁/鐵氧體復(fù)合材料的吸波性能；3）本發(fā)明中的白云石，可分解出大量氣體，選用的碳粉、硅粉作為調(diào)節(jié)劑，不但調(diào)節(jié)發(fā)泡劑的發(fā)泡性能，而且增強(qiáng)了泡沫鋁的耐溫性能；4）本發(fā)明的泡沫鋁/鐵氧體復(fù)合材料，能滿足“薄、輕、寬、強(qiáng)”的要求。
【專利說明】—種以泡沬鋁為基體的鐵氧體復(fù)合吸波材料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種復(fù)合吸波材料，具體涉及一種以泡沫鋁為基體的鐵氧體復(fù)合吸波材料。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著計(jì)算機(jī)、變電站、無線通訊站及傳感器等高新技術(shù)的普及，吸波材料已經(jīng)進(jìn)入了被廣泛應(yīng)用的階段。在人們的日常工作和生活中，一些電子電器設(shè)備的普及所帶來的電磁輻射及干擾問題日益嚴(yán)重，由電磁波輻射引起的問題在人們追求高質(zhì)量生活的今天正在逐漸引起公眾的關(guān)注。
[0003]吸波材料按工作原理可分為干涉型和吸收型兩大類，其中吸收型吸波材料又可分為磁損耗型和電損耗型兩種。磁損耗型吸波材料主要特點(diǎn)是具有較高的磁損耗正切角，利用磁滯損耗、疇壁共振和自然共振、后效損耗等磁極化機(jī)制衰減吸收電磁波，主要包括鐵氧體粉體、羰基鐵粉、超細(xì)金屬粉、納米相材料等。電損耗型吸波材料主要特點(diǎn)是具有較高的電損耗正切角，依靠介質(zhì)的電子極化、離子極化、分子極化或界面極化衰減吸收電磁波，主要包括導(dǎo)電碳黑、碳化硅、金屬短纖維、導(dǎo)電高分子等。
[0004]目前，對于吸波材料來說，單純的磁損耗型或電損耗型不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需要，且單獨(dú)使用這些材料時(shí)大多存在吸波能力弱，吸波頻帶窄、質(zhì)量重、不耐高溫和機(jī)械性能較差等不足。為了滿足實(shí)際需求，就要在傳統(tǒng)吸波材料的基礎(chǔ)上，突破原有材料的局限，積極研制新型吸波劑，探索集磁損耗和電損耗于一身的復(fù)合型吸波材料，并且滿足電磁干擾材料“薄、輕、寬、強(qiáng)”的要求。
[0005]多樣化孔隙為特征的超輕型多孔金屬實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)材料的輕質(zhì)多功能化，因其具有輕質(zhì)，高比強(qiáng)度，高能量吸收，聲、熱、電磁屏蔽及其多功能兼容等特點(diǎn)，正成為目前的研究熱點(diǎn)之一。
[0006]泡沫鋁是一種新型功能材料，它是金屬鋁基體中分散著無數(shù)氣泡的類似泡沫狀的超輕金屬材料，一般孔隙率為40%~98%。
[0007]目前最具商業(yè)價(jià)值的泡沫鋁制備工藝是熔體發(fā)泡法，可以生產(chǎn)大尺寸且具有規(guī)則孔洞結(jié)構(gòu)的閉孔泡沫鋁。但到目前為止，鮮有大規(guī)格閉孔泡沫鋁制品商業(yè)化應(yīng)用的報(bào)道。存在的問題主要表現(xiàn)在:(1)傳統(tǒng)工藝大都采用TiH2等作為發(fā)泡劑及金屬鈣作為增粘劑，TiH2類發(fā)泡劑分解速度快的特點(diǎn)使得該法操作條件苛刻，成品率低；(2)昂貴TiH2類發(fā)泡劑及金屬鈣的使用，也進(jìn)一步提高了閉孔泡沫鋁的制造成本。因此，開發(fā)可替代TiH2類發(fā)泡劑的新型材料意義重大。
[0008]專利CN 102002300B公開了一種泡沫鋁合金吸波材料的制備方法，該方法包括泡沫鋁合金基體的表面預(yù)處理、吸波涂料的制備和噴涂，其中聚苯胺為吸波劑，摻雜的稀土元素進(jìn)一步提高了聚苯胺的吸波性能。同時(shí)，泡沫鋁的多孔結(jié)構(gòu)，使得電磁波多次反射、散射和干涉，增加其能量損失。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于一種以泡沫鋁為基體的鐵氧體復(fù)合吸波材料。
[0010]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為:一種以泡沫鋁為基體的鐵氧體復(fù)合吸波材料，按質(zhì)量百分比計(jì)，由發(fā)泡劑5%~15%、鐵氧體20%~50%、鋁粉25%~40%、氧化鋁粉10%~25%。
[0011]本發(fā)明所述的發(fā)泡劑，按質(zhì)量百分比表不，由白云石32%~52%、碳酸鈣25%~35%、硫酸鈣5%~10%、碳粉10%~18%和硅粉5%~10%組成。
[0012]本發(fā)明所述的鐵氧體為鎳鋅鐵氧體,粒徑為3~5 μ m。
[0013]本發(fā)明所述的鎳鋅鐵氧體的組分及含量的重量比為=Fe2O3 40~60%、NiO 10~30%、ZnO 20~40%，其余為添加劑。
[0014]本發(fā)明所述的添加劑為BaO或者Bi203。
[0015]本發(fā)明所述的以泡沫鋁為基體的鐵氧體復(fù)合吸波材料，該吸波材料由如下步驟制得:
1)混料:按質(zhì)量比例將發(fā)泡劑、去離子水和分散劑，用振動(dòng)球磨機(jī)混合0.5~3小時(shí)后得到粉料；
2)砂磨:將上述粉料放入砂磨機(jī)中，同時(shí)加入鐵氧體、鋁粉、氧化鋁粉，砂磨0.5~3小時(shí)得漿料；
3)成型:將上述砂磨后的漿料進(jìn)行成型得到生坯；
4)發(fā)泡:將生坯干燥后，在600~800°C恒溫，保溫5~lOmin，在空氣中自然冷卻，得到泡沫鋁/鐵氧體復(fù)合吸波材料。
[0016]進(jìn)一步地，步驟I)中，所述的發(fā)泡劑、去離子水和分散劑的質(zhì)量百分比為1:(10~50):(0.2 ~0.5)。
[0017]進(jìn)一步地,所述的發(fā)泡劑,按質(zhì)量百分比表示，由白云石32%~52%、碳酸鈣25%~35%、硫酸鈣5%~10%、碳粉10%~18%和硅粉5%~10%組成。
[0018]進(jìn)一步地，所述的分散劑為聚乙烯醇或甲基纖維素。
[0019]進(jìn)一步地，步驟2)中，所述的鐵氧體、鋁粉和氧化鋁粉的質(zhì)量百分比為1:(0.5~
2):(0.2~1.25)，所述的鐵氧體與發(fā)泡劑的質(zhì)量百分比為(2~10):1。
[0020]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的優(yōu)點(diǎn)在于:1)本發(fā)明的發(fā)泡劑可解決TiH2作為發(fā)泡劑存在價(jià)格昂貴、操作條件苛刻的問題。2)本發(fā)明的發(fā)泡劑可通過改變原料配比來調(diào)節(jié)泡沫鋁的孔隙率和孔徑分布，從而調(diào)節(jié)泡沫鋁/鐵氧體復(fù)合材料的吸波性能。3)本發(fā)明中的白云石，可分解出大量氣體，選用的碳粉、硅粉作為調(diào)節(jié)劑，不但調(diào)節(jié)發(fā)泡劑的發(fā)泡性能，而且增強(qiáng)了泡沫鋁的耐溫性能。4)本發(fā)明的泡沫鋁/鐵氧體復(fù)合材料，能滿足“薄、輕、寬、強(qiáng)”的要求。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步地說明，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。
[0022]實(shí)施例1
O混料:稱取100克發(fā)泡劑(成分:白云石32克、碳酸鈣35克、硫酸鈣10克、碳粉13克、硅粉10克)，I千克去離子水和20克聚乙烯醇，用振動(dòng)球磨機(jī)混合0.5小時(shí)后得到粉料；2)砂磨:將上述粉料放入砂磨機(jī)中，同時(shí)加入200克鎳鋅鐵氧體(成分Fe2O380克、NiO20克、ZnO 80克、BaO 20克，粒徑為3 μ m)、100克鋁粉、40克氧化鋁粉，砂磨0.5小時(shí)得漿料；
3)成型:將上述砂磨后的漿料進(jìn)行成型得到生坯；
4)發(fā)泡:將生坯干燥后，在600°C恒溫，保溫5min，在空氣中自然冷卻，得到泡沫鋁/鐵氧體復(fù)合吸波材料。
[0023]實(shí)施例2
1)混料:稱取100克發(fā)泡劑(成分:白云石52克、碳酸鈣25克、硫酸鈣5克、碳粉10克、硅粉8克)，5千克去離子水和50克聚乙烯醇，用振動(dòng)球磨機(jī)混合0.5小時(shí)后得到粉料；
2)砂磨:將上述粉料放入砂磨機(jī)中，同時(shí)加入I千克鎳鋅鐵氧體(成分Fe2O3600克、Ni100克、ZnO 200克、BaO 100克，粒徑為5 μ m)、2千克鋁粉、1.25千克氧化鋁粉，砂磨3小時(shí)得漿料；
3)成型:將上述砂磨后的漿料進(jìn)行成型得到生坯；
4)發(fā)泡:將生坯干燥后，在800°C恒溫，保溫lOmin，在空氣中自然冷卻，得到泡沫鋁/鐵氧體復(fù)合吸波材料。
[0024]實(shí)施例3
1)混料:稱取100克發(fā)泡劑(成分:白云石40克、碳酸鈣30克、硫酸鈣6克、碳粉18克、硅粉6克)，3千克去離子水和30克甲基纖維素，用振動(dòng)球磨機(jī)混合0.5小時(shí)后得到粉料；
2)砂磨:將上述粉料放入砂磨機(jī)中，同時(shí)加入500克鎳鋅鐵氧體(成分Fe2O3225克、NiO150克、ZnO 100克、BaO 25克，粒徑為3 μ m)、700克鋁粉、300克氧化鋁粉，砂磨2小時(shí)得漿料；
3)成型:將上述砂磨后的漿料進(jìn)行成型得到生坯；
4)發(fā)泡:將生坯干燥后，在650°C恒溫，保溫5min，在空氣中自然冷卻，得到泡沫鋁/鐵氧體復(fù)合吸波材料。
[0025]本發(fā)明并不局限于以上實(shí)施例，實(shí)施例1~3僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種以泡沫鋁為基體的鐵氧體復(fù)合吸波材料，其特征在于:按質(zhì)量百分比計(jì)，由發(fā)泡劑5%~15%、鐵氧體20%~50%、鋁粉25%~40%、氧化鋁粉10%~25%組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以泡沫鋁為基體的鐵氧體復(fù)合吸波材料，其特征在于:所述的發(fā)泡劑，按質(zhì)量百分比表示，由白云石32%~52%、碳酸鈣25%~35%、硫酸鈣5%~10%、碳粉10%~18%和硅粉5%~10%組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以泡沫鋁為基體的鐵氧體復(fù)合吸波材料，其特征在于:所述的鐵氧體為鎳鋅鐵氧體，粒徑為3~5 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以泡沫鋁為基體的鐵氧體復(fù)合吸波材料，其特征在于:所述的鎳鋅鐵氧體的組分及含量的重量比為=Fe2O3 40~60%、NiO 10~30%、ZnO 20~40%，其余為添加劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種以泡沫 鋁為基體的鐵氧體復(fù)合吸波材料，其特征在于:所述的添加劑為BaO或者Bi203。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以泡沫鋁為基體的鐵氧體復(fù)合吸波材料，其特征在于:該吸波材料由如下步驟制得: 1)混料:按質(zhì)量比例將發(fā)泡劑、去離子水和分散劑，用振動(dòng)球磨機(jī)混合0.5~3小時(shí)后得到粉料； 2)砂磨:將上述粉料放入砂磨機(jī)中，同時(shí)加入鐵氧體、鋁粉、氧化鋁粉，砂磨0.5~3小時(shí)得漿料； 3)成型:將上述砂磨后的漿料進(jìn)行成型得到生坯； 4)發(fā)泡:將生坯干燥后，在600~800°C恒溫，保溫5~lOmin，在空氣中自然冷卻，得到泡沫鋁/鐵氧體復(fù)合吸波材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種以泡沫鋁為基體的鐵氧體復(fù)合吸波材料，其特征在于:步驟I)中，所述的發(fā)泡劑、去離子水和分散劑的質(zhì)量比為1:(10~50):(0.2~0.5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種以泡沫鋁為基體的鐵氧體復(fù)合吸波材料，其特征在于:所述的發(fā)泡劑，按質(zhì)量百分比表示，由白云石32%~52%、碳酸鈣25%~35%、硫酸鈣5%~10%、碳粉10%~18%和硅粉5%~10%組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種以泡沫鋁為基體的鐵氧體復(fù)合吸波材料，其特征在于:所述的分散劑為聚乙烯醇或甲基纖維素。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種以泡沫鋁為基體的鐵氧體復(fù)合吸波材料，其特征在于:步驟2)中，所述的鐵氧體、鋁粉和氧化鋁粉的質(zhì)量百分比為1: (0.5~2): (0.2~1.25)，所述的鐵氧體與發(fā)泡劑的質(zhì)量百分比為(2~10):1。
【文檔編號(hào)】C22C1/08GK103924113SQ201410104996
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】張宇, 左士祥 申請人:蘇州宇希新材料科技有限公司