专利名称：一种吸波材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种吸材料的制备方法，确切的说是以铁基纳米晶材料为母材来制备。
背景技术：
电磁波污染已是当今世界的一个重要问题，随着3G手机、高频率电脑芯片的开发 应用、微波炉的普及，电磁污染已深入到生活的方方面面，电磁污染对环境安全产生了严重 的影响。此外，电磁波的信息泄漏、干扰也对军民用的重要信息安全产生极大危害，对电磁 波吸收材料的研制开发一直是一个重要课题。现有技术中关于这方面的公开文献可以参考 CN101445716A、CN100518480C、CN101567224A 等。
然而在吸波剂材料的研究上，传统吸波材料的吸收能力主要集中在5GHz以上的 频段，在微波领域的低频段即2GHz 5GHz频段的吸波材料性能难有突破。通常在低频段 用于电磁波吸收的基础材料以金属磁性颗粒为主，金属磁性粉末吸收剂主要是通过磁滞损 耗、涡流损耗来吸收损耗电磁波，它具有温度稳定性好、磁导率高、介电常数大、电磁损耗 大、低频吸收特性较好等优点。金属磁性超细微粉随粒子的细化，表面原子所占百分比急剧 上升，除表面能的急剧增加外，由于波函数的尾段效应，造成表层原子与内部原子具有不同 的能态。因此，随着能带结构发生变化，与块状金属相比，超细微粒的电、磁、热物理性能有 很大的改变，显示出对电磁波吸收性能的提高。发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种在2GHz 18GHz 具有较好电磁波吸收性能的吸波材料的制备方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种吸波材料的制备方法，其特 征在于包括如下步骤
①以单辊激冷的方法制备的铁基纳米晶材料为母材，将该母材在氮气保护下进行 纳米晶化处理，得到纳米晶相结构的铁基纳米晶材料；
②用高速切削对铁基纳米晶材料进行机械破碎，得到粉体；
③用气流磨对粉体进行再处理，气体工作压力0. 5 2. OMPa,处理时间0. 5 4h。
所述的步骤③之前对粉体还进行分筛，得到所需要求级别的分级粉体，一般我们 需要的是45 μ m 60 μ m级别的分级粉体。
步骤①所述的铁基纳米晶材料优选为!^e72Cu1Nb3Si15By i^e72.5CUlNb2V2Si13.5B9或 i^e73.5CUlNd3Sil3.5B9。当然还可以采用其他组分的配比的铁基纳米晶材料。
铁基纳米晶合金具有高磁导率、高饱和磁感应强度等优点，具有较好电磁波吸收 性能，尤其是呈薄片形状的纳米晶磁性合金颗粒材料，由于其具有较高的自然共振频率，有 利于获得微波高吸收性能。
由于纳米晶合金具有高硬度特征，传统工艺制备的纳米晶磁性合金颗粒往往颗粒粗大，颗粒边缘呈菱角状，影响材料的磁电效应与吸波性能。
气流磨是一种粉体制备的常用方法，通过气流磨机中高速气体对粉体的加速，粉 体间进行高速碰撞，实现粉体的细化。但是对于铁基纳米晶材料，由于其硬度较高，使得其 粉碎能力相对薄弱，但在高速碰撞过程中，由于粉体边缘的高速接触，使得粉体的边缘形貌 发生了改变，也即修饰了其微观形貌，从而使得粉体的磁电特性发生改变，提高了材料的吸 波性能。
与现有技术相比，本发明的优点在于利用气流磨高速碰撞，实现粉体的细化，对 纳米晶磁性粉体的微观形貌进行修饰的方法，来改变粉体材料的微观形貌，从而使得粉体 的磁电特性发生改变，达到提高材料磁电效应与吸波性能的目的。本方法可对不同粒度的 粉体材料进行处理，得到满足不同使用要求的原料，还可以方便地调整粉体处理的工艺参 数，得到不同电磁参数的材料；在改性处理过程中不产生高温，不需加入磨介，避免材料被 氧化以及掺入杂质的可能；实验证明所得材料可显著提高材料对电磁波的吸收性能及拓宽 吸收频带；
图1实施例1所得材料的吸波性能与频率的关系。
图2实施例2所得材料的吸波性能与频率的关系。
图3实施例3所得材料的吸波性能与频率的关系。
图4对比例1所得材料的吸波性能与频率的关系。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
本实例的材料成分组成为Fe72Cu1Nb3Si15B9,以单辊激冷的方法制备铁基纳米晶材 料母材，将该材料在高纯氮气保护下进行纳米晶化处理，得到纳米晶相结构的纳米晶材料。 用高速切削的方法对铁基纳米晶材料进行机械破碎制备得到纳米晶材料粉体，对粉体进 行分筛，得到45 μ m 60 μ m级别的分级粉体。用气流磨设备对粉体进行再处理，气体工 作压力0. 5MPa，处理时间lh，然后测量其吸波性能。如图1所示，可见在2GHz时反射率R =-3. 5dB，最大发射率出现在4. 5GHz频点，为-6. 7dB，在2GHz 18GHz频率范围内，反射 率大于-5dB的频宽为6GHz。
实施例2
本实例的材料成分组成为Fe72.5CUlNb2V2Si13.5B9，以单辊激冷的方法制备铁基纳米 晶材料母材，将该材料在高纯氮气保护下进行纳米晶化处理，得到纳米晶相结构的纳米晶 材料。用高速切削的方法对铁基纳米晶材料进行机械破碎制备得到纳米晶材料粉体，对粉 体进行分筛，得到45 μ m 60 μ m级别的分级粉体。用气流磨设备对粉体进行再处理，气体 工作压力1. OMPa，处理时间池，然后测量其吸波性能，如图2所示，可见在2GHz时反射率R =-3. 5dB,最大反射率出现在4. 5GHz频点，为-13. 9dB,在2GHz 18GHz频率范围内，反射 率大于_5dB的频宽达15. 5GHz。
实施例34
本实例的材料成分组成为Fe73.5CUlNd3Si13.5B9，以单辊激冷的方法制备铁基纳米晶 材料母材，将该材料在高纯氮气保护下进行纳米晶化处理，得到纳米晶相结构的纳米晶材 料。用高速切削的方法对铁基纳米晶材料进行机械破碎制备得到纳米晶材料粉体，对粉体 进行分筛，得到30 μ m 45 μ m级别的分级粉体。用气流磨设备对粉体进行再处理，气体 工作压力1. OMPa，处理时间池，然后测量其吸波性能，如图3所示，可见在2GHz时反射率R =-0. 75dB，最大反射率出现在8GHz频点，为_11. 7dB，在2GHz 18GHz频率范围内，反射 率大于_5dB的频宽达13. 5GHz。
上述各实施例中采用的铁基纳米晶材料不局限于公开的三种，其他铁基纳米晶材 料也同样能制得较好的吸波材料。这里不再一一列举。
对比例1
采用实施例3所述的粉体，未经本发明的改性处理，进行吸波性能测试，将测试结 果与实施例3的测试结果进行对比，如图4所示，其中3号样品为实施例3的样品，4号样品 为未经本发明的改性处理的样品，可见经本发明处理过的样品在5 18GHz频带上的吸波 性能得到了较大提高。
权利要求
1.一种吸波材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤①以单辊激冷的方法制备的铁基纳米晶材料为母材，将该母材在氮气保护下进行纳米 晶化处理，得到纳米晶相结构的铁基纳米晶材料；②用高速切削对铁基纳米晶材料进行机械破碎，得到粉体；③用气流磨对粉体进行再处理，气体工作压力0.5 2. OMPa，处理时间0. 5 4h。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的步骤③之前对粉体还进行分 筛，得到所需要求的分级粉体。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于步骤①所述的铁基纳米晶材料为 Fe72Cu1Nb3Si15B9^ Fe72. SCu1Nb2V2Si13.5B9 或 Fe73. SCu1Nd3Si13.5B9。
全文摘要
一种吸波材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤①以单辊激冷的方法制备的铁基纳米晶材料为母材，将该母材在氮气保护下进行纳米晶化处理，得到纳米晶相结构的铁基纳米晶材料；②用高速切削对铁基纳米晶材料进行机械破碎，得到粉体；③用气流磨对粉体进行再处理，气体工作压力0.5～2.0MPa，处理时间0.5～4h。与现有技术相比，本发明的优点在于利用气流磨高速碰撞，实现粉体的细化，对纳米晶磁性粉体的微观形貌进行修饰的方法，来改变粉体材料的微观形貌，从而使得粉体的磁电特性发生改变，达到提高材料磁电效应与吸波性能的目的。
文档编号C22C1/04GK102031446SQ201010619559
公开日2011年4月27日 申请日期2010年12月22日 优先权日2010年12月22日
发明者丁昂, 吴敏, 张延松, 李明利, 纪松, 钱坤明 申请人:中国兵器工业第五二研究所