专利名称：非金属材料镀覆铁磁性、磁性金属镀层的方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种非金属材料镀覆铁磁性、磁性金属镀层的方法及设备，具体涉及一种利用铁磁性、磁性金属的羰基金属络合物镀覆非金属材料生产复合电磁材料的制备方法及设备，尤其涉及一种利用铁磁性、磁性金属的羰基金属络合物在经过加热的非金属材料上吸收热量分解，形成铁磁性、磁性材料镀层的镀覆方法及设备。
背景技术：
铁磁性(铁、钴、镍)与磁性金属(钒、铬、锰、钼、锝、钌、铑、钨、铼、锇、铱)材料在微波吸收、电子元件导电填料、电磁屏蔽有广泛的应用，但是在重量、分散性和价格等方面都不能令人满意。与金属相比，非金属比重小，如果对其表面进行金属化处理改性，制成非金属复合电磁材料，将弥补单质金属材料的不足。到目前为止，镀覆大多采用化学镀的方法，其工艺的稳定性、可操作性及产业化的可能性都远未解决。
发明内容
本发明的目的是提供一种非金属材料镀覆铁磁性、磁性金属镀层的方法及设备，利用铁磁性、磁性金属的羰基金属络合物在非金属材料上热分解形成铁磁性、磁性金属镀层，实现了对非金属材料表面进行金属化处理改性，制备出性能优异、品种繁多的复合电磁材料，弥补了单质铁磁性、磁性金属材料的不足。
本发明的目的通过以下技术方案来达到对非金属材料进行预加热，利用加热的非金属材料所带的热量，使铁磁性、磁性金属的羰基金属络合物在非金属材料表面分解，使非金属材料表面均匀地镀上铁磁性、磁性金属镀层。
所述方法包括以下步骤a.将清洁无污染的非金属材料置于加热室中，在真空或保护气氛下对非金属材料预加热；b.将加热的非金属材料输送至带有振动或搅拌器的镀覆室内，打开作为镀覆物的羰基金属络合物蒸汽进汽开关，向镀覆室输入羰基金属络合物蒸汽，被镀物为颗粒时，需开启振动或搅拌装置，利用加热的非金属材料所带热量，使羰基金属络合物在非金属材料表面分解，使非金属材料上均匀地镀上铁磁性、磁性金属层；c.将镀覆完毕的复合电磁材料输送至冷却纯化室钝化冷却出料，或进入下一轮加热镀覆循环，直至达到所需的镀覆厚度，最终冷却钝化出料，纯化包装。
所述对非金属材料预加热，加热温度下限应高于用于镀覆的羰基金属络合物的沸点温度，温度上限依被镀覆非金属材料不降低强度所能承受的最高温度、复合电磁材料的应用特性所需镀覆金属厚度来设定；在低于上述被镀覆非金属材料所能承受最高温度的情形下，需要的镀覆层厚，温度就设定高；需要的镀覆层薄，温度就设定低；具体根据所分解单位摩尔体积的羰基金属络合物所需热量经计算确定。
本发明中对非金属材料预加热，加热温度选择在作为镀覆物的羰基金属络合物的沸点温度以上，至被镀覆非金属材料不降低强度所能承受的最高温度范围。
所述用于镀覆的铁磁性、磁性金属的羰基金属络合物选自Fe(CO)5、Co2(CO)8、Ni(CO)4、V(CO)6、Cr(CO)6、Mn2(CO)10、Mo(CO)6、Tc2(CO)10、Ru(CO)5、Rh4(CO)12、W(CO)6、Re2(CO)10、OS(CO)5、Ir4(CO)12中的至少一种。
所述的被镀覆非金属材料包括盐类、氧化物类、陶瓷、玻璃、石墨、有机高分子材料，所述非金属材料外观形状包括颗粒、纤维、薄膜。
所述下一轮加热镀覆循环，可以镀覆上一轮相同的羰基金属络合物，以增加该种元素的镀覆厚度；也可以变换羰基金属络合物的品种，镀覆其它元素，每种元素的镀覆可以交替或混合进行。
一种上述的制备方法所用的设备，其特征是由一个或多个加热室，一个或多个镀覆室，一个或多个羰基金属络合物汽化室及一个冷却钝化室组成；加热室安装连接内带振动或搅拌器的镀覆室，汽化室安装连接镀覆室，镀覆室安装连接冷却钝化室，各室上都设保护气进出气口和相互连通的开关；所述多个加热室、镀覆室、汽化室可串联亦可并联组装，实现封闭、连续的单层或多层、单元素或多元素镀覆。
本发明利用铁磁性、磁性金属的羰基金属络合物在非金属材料上热分解形成铁磁性、磁性金属镀层，制成铁磁性、磁性金属材料与非金属材料的复合电磁材料，其性能优异，品种繁多，弥补了单质金属材料在重量、分散性和价格方面的劣势；本发明所述方法是一种区别于以往非金属材料镀覆金属镀覆层方法的新方法，在非金属材料上镀覆铁磁性、磁性金属镀层，克服了化学镀方法操作复杂、稳定性差的缺点，而且在镀覆物蒸汽与被镀覆物表面吸附性、镀覆层均匀性方面明显优于传统的金属有机物化学气相沉积方法，适应产业化的需求。
图1为本发明工艺流程结构图。
图中1.加料斗，2.开关(0-n)，3.保护气进气口(1-n)，4.羰基金属络合物蒸汽入口(1-n)，5.出料口，6.加热室(1-n)，7.镀覆室(1-n)，8.冷却钝化室，9.保护气出气口(1-n)，10.汽化室(1-n)，11.振动或搅拌器(1-n)。
具体实施例方式
本方法包括下列步骤首先，将清洁无污染的非金属材料加入加热室6中，在真空或保护气氛下加热，其加热温度下限应高于用于镀覆的羰基金属络合物沸点，温度上限依被镀覆材料温度承受能力、复合电磁材料的应用特性及所需镀覆金属厚度来设定，在这个区间内，需要的镀覆层厚，温度设定就高，需要的镀覆层薄，温度设定就低；具体根据所分解单位摩尔体积的羰基金属络合物所需热量经计算确定；然后，将加热至所需温度的非金属材料输送至带有振动或搅拌器11的镀覆室7内，如被镀物为颗粒，则需开启振动或搅拌器11，打开羰基金属络合物蒸汽进汽开关4，输入羰基金属络合物蒸汽进行镀覆；最后，将镀覆完毕的复合电磁材料输送至冷却纯化室8钝化冷却出料，或进入下一轮加热镀覆循环，直至达到所需的镀覆厚度，最终冷却钝化出料，纯化包装。
本发明所述对非金属材料预加热，加热温度选择在作为镀覆物的羰基金属络合物的沸点温度以上，至被镀覆非金属材料不降低强度所能承受的最高温度范围。
所述用于镀覆的铁磁性、磁性金属的羰基金属络合物选自Fe(CO)5、Co2(CO)8、Ni(CO)4、V(CO)6、Cr(CO)6、Mn2(CO)10、Mo(CO)6、Tc2(CO)10、Ru(CO)5、Rh4(CO)12、W(CO)6、Re2(CO)10、OS(CO)5、Ir4(CO)12中的至少一种。
所述的被镀覆非金属材料包括盐类、氧化物类、陶瓷、玻璃、石墨、有机高分子材料，所述非金属材料外观形状包括颗粒、纤维、薄膜。
所述下一轮加热镀覆循环，可以镀覆上一轮相同的羰基金属络合物，以增加该种元素的镀覆厚度；也可以变换羰基金属络合物的品种，镀覆其它元素，每种元素的镀覆可以交替或混合进行。
本发明的制备方法的设备，包括一个或多个加热室6，一个或多个镀覆室7，一个或多个羰基金属络合物汽化室10及一个冷却钝化室8，加热室6连接带振动或搅拌器的镀覆室7，镀覆室7连通汽化室10和冷却钝化室8，各室都安装保护气进出气口3、9和连通的开关2；所述多个加热室6、镀覆室7、汽化室10可多个串联亦可多个并联组装，实现封闭、连续的单次单层或多次多层或单元素或多元素镀覆。
以羰基铁镀覆玻璃微珠为例，结合图1说明如下1.打开开关2-0，将干净的玻璃微珠通过加料斗1加入加热室6-1，关闭开关2-0；2.将整个系统抽真空或用N2、Ar置换；3.接通加热室6-1的热源，对玻璃微珠加热至104℃-400℃之间；4.接通汽化室10-1的热源，对汽化室预热至104℃以上；5.步骤3、4达到预定温度时，打开加热室6-1与镀覆室7-1之间的开关2-1，将加热室6-1的热玻璃微珠输送至镀覆室7-1，关闭开关2-1，向汽化室10-1投入五羰基铁，打开开关2-2，通过蒸汽入口4向镀覆室7-1输送五羰基铁蒸汽，开动振动或搅拌器11-1，实施镀覆；6.关闭开关2-2，打开镀覆7-1与冷却钝化室8之间的开关，将镀覆的玻璃微珠送至冷却钝化室8钝化冷却出料；或将已镀覆的玻璃微珠送至下一加热室6-2再加热，进入下轮镀覆，如此循环，直至达到预期镀覆厚度或元素层数，再送入冷却钝化室8冷却钝化；7.将镀覆完毕并冷却钝化的成品从出料口5放出，纯化包装。
权利要求
1.一种非金属材料镀覆铁磁性、磁性金属镀层的方法，其特征在于该方法包括以下步骤a.将清洁无污染的非金属材料置于加热室中，在真空或保护气氛下对非金属材料预加热；b.将加热的非金属材料输送至带有振动或搅拌器的镀覆室内，打开作为镀覆物的羰基金属络合物蒸汽进汽开关，向镀覆室输入羰基金属络合物蒸汽，被镀物为颗粒时，需开启振动或搅拌器，利用加热的非金属材料所带热量，使羰基金属络合物在非金属材料表面分解，使非金属材料上均匀地镀上铁磁性、磁性金属层；c.将镀覆完毕的复合电磁材料输送至冷却纯化室钝化冷却出料，或进入下一轮加热镀覆循环，直至达到所需的镀覆厚度，最终冷却钝化出料，纯化包装。
2.根据权利要求1所述非金属材料镀覆铁磁性、磁性金属镀层的方法，其特征在于利用经加热的非金属材料所带热量分解铁磁性、磁性金属的羰基金属络合物。
3.根据权利要求1所述非金属材料镀覆铁磁性、磁性金属镀层的方法，其特征在于对非金属材料预加热，加热温度选择在作为镀覆物的羰基金属络合物的沸点温度以上，至被镀覆非金属材料不降低强度所能承受的最高温度范围。
4.根据权利要求1所述非金属材料镀覆铁磁性、磁性金属镀层的方法，其特征在于所述用于镀覆的铁磁性、磁性金属的羰基金属络合物选自Fe(CO)5、Co2(CO)8、Ni(CO)4、V(CO)6、Cr(CO)6、Mn2(CO)10、Mo(CO)6、Tc2(CO)10、Ru(CO)5、Rh4(CO)12、W(CO)6、Re2(CO)10、Os(CO)5、Ir4(CO)12中的至少一种。
5.根据权利要求1所述非金属材料镀覆铁磁性、磁性金属镀层的方法，其特征在于所述的被镀覆非金属材料包括盐类、氧化物类、陶瓷、玻璃、石墨、有机高分子材料，所述非金属材料外观形状包括颗粒、纤维、薄膜。
6.根据权利要求1所述非金属材料镀覆铁磁性、磁性金属镀层的方法，其特征在于所述步骤c中的下一轮加热镀覆循环，可以镀覆上一轮相同的羰基金属络合物，也可以变换羰基金属络合物的品种，镀覆其它元素，几种元素的镀覆可以交替或混合进行。
7.根据权利要求1所述非金属材料镀覆铁磁性、磁性金属镀层的方法的设备，其特征在于由一个或多个加热室(6)，一个或多个镀覆室(7)，一个或多个羰基金属络合物汽化室(10)及一个冷却钝化室(8)组成，加热室(6)安装连接带振动或搅拌器(11)的镀覆室(7)，镀覆室(7)安装连接汽化室(10)和冷却钝化室(8)，各室都设保护气的进出口(3、9)和相互连通的开关(2)。
8.根据权利要求7所述非金属材料镀覆铁磁性、磁性金属镀层的方法的设备，其特征在于加热室(6)、镀覆室(7)、汽化室(10)可多个串联亦可多个并联组装，实现封闭、连续的单层或多层、单元素或多元素镀覆。
全文摘要
本发明公开了一种非金属材料镀覆铁磁性、磁性金属镀层的方法及设备，该方法包括以下步骤首先将非金属材料在加热室(6)预加热，加热温度下限应高于镀覆的羰基金属络合物沸点，加热温度上限依被镀覆材料温度承受能力、复合电磁材料的应用特性所需镀覆金属厚度来设定；然后将加热的非金属材料输送至带有振动或搅拌器(11)的镀覆室(7)内，输入羰基金属络合物蒸汽进行镀覆；最后将镀覆完毕的复合电磁材料输送至冷却钝化室(8)钝化冷却出料，或进入下一轮加热镀覆循环。本发明所述方法在非金属材料上镀覆铁磁性、磁性金属镀层，制成复合电磁材料，克服了单质金属材料的不足，满足了应用需要，便于产业化。
文档编号H01F41/14GK101016623SQ20061015607
公开日2007年8月15日 申请日期2006年12月30日 优先权日2006年12月30日
发明者高为鑫, 王斌, 柯尊斌 申请人:江苏天一超细金属粉末有限公司