专利名称：一种具有良好吸波特性的快淬Fe-基金属颗粒的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种具有吸波特性的金属颗粒材料，特别是具有良好吸波特性的快淬 Fe-基金属颗粒材料的制备方法。
背景技术：
随着现代科学技术的发展，电磁波辐射对环境的影响日益增大。在机场，飞机航班因电磁波干扰无法起飞而误点；在医院，移动电话常会干扰各种电子诊疗仪器的正常工作； 在日益重要的隐身和电磁兼容(EMC)技术中，电磁波吸收材料的作用和地位也显得十分突出，已成为现代军事中电子对抗的法宝和“秘密武器”。因此，治理电磁污染，寻找一种具有优良吸波特性的材料，已成为材料科学的一大课题。吸波材料研究不仅在军事上有着重大意义，而且对民用电子行业如抗干扰器件的开发也起着推动作用。寻找具有优良吸波特性材料的新设计方法一直是人们寻求的目的， 但吸波材料存在着对电磁波的反射问题。虽然到目前为止人们已经研究了不少的电磁波吸收材料，但仍无法做到无反射吸收，只能尽可能高的提高材料的吸波特性，因此距离实际应用仍旧有不小的距离。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备具有良好吸波特性的快淬Fe-基金属颗粒材料的方法，这种具有良好吸波特性的快淬Fe-基金属颗粒材料的制备方法其特征是使用以下步骤(1) Fe-基金属合金的制备将高纯铁棒(99. 9wt % )比例为65-70 %、钕块 (99. 9wt% )比例为2-4%、分析纯钴片(99. 8wt% )比例为16-20%、分析纯硼(99. 8wt% ) 比例为9-13%，按各元素在合金中所占的原子百分比称取相应质量的金属，配成磁性金属合金，放入高频感应熔炼炉内熔炼得到合金铸锭；O)Fe-基金属薄带的制备将(1)中所得的磁性金属合金采用真空快淬炉熔炼甩带，将合金铸锭放入坩埚，抽真空后充氩至0. 05MP，在钼轮外沿线速度为20-40m/s的状态下，由钨铈电极高压电弧后将合金铸锭熔化，由高速旋转的钼轮将熔化了的溶液甩成薄带；(3)Fe-基金属颗粒的制备将O)中所得的薄带先用粉碎机粗碎，再用行星球磨机加入无水乙醇细磨，球料比10 1，转速500r/min，每20min反转一次，球磨时间为池，将球磨池后的磨料阴干；(4)将(3)中所得的磨料放入烧杯中并加入适量无水乙醇，用玻璃棒充分搅拌均勻后，放入超声波设备水槽的正中央，其中水槽中的水高于烧杯中粉末高度；开启超声波设备，并设置超声频率2. 5-3. 5GHz，对磨料进行超声处理20-40min ；(5)将中所得的磨料放入烘箱烘干后过筛，得到目数为200-300目的均勻
Fe-基金属粉末颗粒。
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本发明优点与效果将(5)中所得的Fe-基金属粉末颗粒材料做成标准测量环测其电磁参量，经过线传输理论计算反射损耗后发现磁损耗μ “与磁导率μ ‘均有小幅度的降低，但降低并不明显；介电损耗ε “与介电常数ε'得到了明显降低，形成了更佳阻抗匹配条件，反射损耗得到了大幅提升，即金属颗粒材料的吸波特性有了明显提高。与现有技术相比，本发明从利用超声波在液体中的空化原理和机械效应出发来获得快淬Fe-基金属颗粒分散均勻的材料，同时超声波在压电材料和磁致伸缩材料中传播时，由于超声波的机械作用而引起的感生电极化和感生磁化，从而提高Fe-基金属颗粒材料的吸波特性。本发明原理正确，手段科学，用本发明获得的一种具有良好吸波特性的块淬 Fe-基金属颗粒材料，有很高的实用价值，广泛的应用前景。
图IA为本发明实施例1中测得样品的磁损耗μ “特性IB为本发明实施例1中测得样品的磁导率μ ‘特性IC为本发明实施例1中测得样品的介电损耗ε “特性ID为本发明实施例1中测得样品的介电常数ε ‘特性IE为本发明实施例1中测得样品的反射损耗特性2为本发明实施例2中测得样品的反射损耗特性3为本发明实施例3中测得样品的反射损耗特性图
具体实施例方式为了更好的理解本发明，以下实施例进一步阐明本发明的内容，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定，本领域的技术人员根据上述本发明的内容做出一些非本质的改进和调整，均属于本发明保护范围。实施例1 (1)将高纯铁棒(99. 9wt% )比例为65-70%、钕块(99. 9wt% )比例为2-4%、分析纯钴片(99.8wt%)比例为16-20%、分析纯硼(99.8wt%)比例为9-13%，按各元素在合金中所占的原子百分比称取相应质量的金属，配成磁性金属合金，放入高频感应熔炼炉内熔炼得到合金铸锭，为确保成分的均勻性，反复熔炼两次。采用真空快淬炉熔炼甩带。将合金铸锭放入坩埚，在抽真空后充氩的状态下，由钨铈电极高压电弧后将合金铸锭熔化，由高速旋转的钼轮将熔化了的溶液甩成薄带。然后将所得带状物先用粉碎机粗碎，再用行星球磨机加入无水乙醇细磨池后阴干。其中球料比 10 1，转速 500r/min，每 20min 反转一次。将阴干后的磨料倒入烧杯并加入适量无水乙醇后放入超声波设备的水槽中，开启超声波，设置超声频率为2. 5GHz，超声时长20min。最后将超声后的磨料放入烘箱，充分干燥后过筛，得到目数为200-300目的均勻 Nd-Fe-Co-基金属粉末颗粒。将以上制备所得的Nd-Fe-Co基磁性金属颗粒与未作任何处理的Nd-Fe-Co基磁性金属颗粒(膜厚度1. 5mm)按线传输理论经反射损耗计算并通过对比后如图1所示，发现(1)经超声波分散处理后，磁损耗μ “有小幅度的降低，降幅低于1_2%。(2)经超声波分散处理后，磁导率μ ‘有小幅度的降低，降幅低于1_2%。(3)经超声波分散处理后，介电损耗ε “降低幅度较大，在2GHz时，介电损耗由未作处理样品的55降低到15，降幅超过50%。(4)经超声波分散处理后，介电常数ε ‘得到了明显降低，在2GHz时，由未作处理样品的115降低到65，降幅超过40%。(5)经超声波分散处理后，反射损耗dB得到了大幅提升，未超声前的最大反射损耗值由2. 2GHz的-6. 5dB，而超声后的最大反射损耗在3. IGHz处达到-11. 4dB，相对于未作处理的样品最大反射损耗提升了超过90%。综上所述，在经超声波分散处理后的Nd-Fe-Co基磁性金属颗粒材料得到了比未经超声波分散处理的Nd-Fe-Co基磁性金属颗粒材料具有更优良的吸波特性。实施例2 与实施例1中的制备Nd-Fe-Co基磁性金属颗粒材料的方法相同，但将超声频率设置为3. 0GHz，超声时长30min。将制备所得的Nd-Fe-Co基磁性金属颗粒与未作任何处理的Nd-Fe-Co基磁性金属颗粒(膜厚度1. 5mm)按线传输理论经反射损耗计算并通过对比后 (见图2)得到了与实施例1相一致的结论。实施例3 与实施例1中的制备Nd-Fe-Co基磁性金属颗粒材料的方法相同，但将超声频率设置为3. 5GHz，超声时长40min。将制备所得的Nd-Fe-Co基磁性金属颗粒与未作任何处理的Nd-Fe-Co基磁性金属颗粒(膜厚度1. 5mm)按线传输理论经反射损耗计算并通过对比后 (见图3)得到了与实施例1相一致的结论。
权利要求
1. 一种具有良好吸波特性的快淬Fe-基金属颗粒的制备方法，其特征是采用如下步骤Fe-基金属合金的制备将高纯铁棒(99. 9wt%)比例为65_70%、钕块(99. 9wt %)比例为2-4%、分析纯钴片(99. 8 wt %)比例为16-20%、分析纯硼(99. 8wt%)比例为9_13%，按各元素在合金中所占的原子百分比称取相应质量的金属，配成磁性金属合金，放入高频感应熔炼炉内熔炼得到合金铸锭；将(1)中所得的磁性金属合金采用真空快淬炉熔炼甩带，将合金铸锭放入坩埚，抽真空后充氩至0. 05MP，在钼轮外沿线速度为20-40m/s的状态下，由钨铈电极高压电弧后将合金铸锭熔化，由高速旋转的钼轮将熔化了的溶液甩成薄带；将(2)中所得的薄带先用粉碎机粗碎，再用行星球磨机加入无水乙醇细磨，球料比10 1，转速500r/min，每20min反转一次，球磨时间为池，将球磨池后的磨料阴干；将(3)中所得的磨料放入烧杯中并加入适量无水乙醇，用玻璃棒充分搅拌均勻后，放入超声波设备水槽的正中央，其中水槽中的水高于烧杯中粉末高度；开启超声波设备，并设置超声频率2. 5-3. 5GHz，对样品进行超声处理20-40min ；将(4)中所得的磨料放入烘箱烘干后过筛，得到目数为200-300目的均勻Fe-基金属粉末颗粒。
全文摘要
本发明提供了一种用超声波制备具有吸波特性的快淬Fe-基金属颗粒的方法。将各金属元素在合金中所占的质量百分比称取相应的金属配成磁性金属合金，并在熔炼、甩带、球磨后通过超声波分散处理得到的能够改善界面特性与分布均匀的具有优良吸波特性的Fe-基金属颗粒材料。本发明从利用超声波在液体中的空化原理和机械效应出发来获得快淬Fe-基金属颗粒分散均匀的材料，同时超声波在压电材料和磁致伸缩材料中传播时，由于超声波的机械作用而引起的感生电极化和感生磁化，从而提高Fe-基金属颗粒材料的吸波特性。本发明原理正确，手段科学，用本发明获得的一种具有良好吸波特性的块淬Fe-基金属颗粒材料，有很高的实用价值，广泛的应用前景。
文档编号B22F9/04GK102528052SQ20111044082
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月26日 优先权日2011年12月26日
发明者宋晓龙, 宦峰, 谢国治, 郭稷 申请人:河海大学