本发明涉及微波吸收材料，具体是一种fe/y铁氧体复合吸波材料及其制备方法。
背景技术：
近年来，科学及技术迅速发展，各种电子电气产品被广泛应用于很多领域，不仅为社会生产提供了技术支持，也给人类的日常生活带来了便利，但电磁污染也随之扩张，电磁辐射可能会对人体造成热效应、非热效应、累积效应等，会影响人体正常的生理运行，同时，电磁辐射也会对电子设备产生不良干扰，因此，如何降低电磁辐射成为社会关注的热点。
吸波材料是一种能够有效吸收电磁波，并通过材料的各种损耗机制将电磁能转换成热能或其它能量的一类材料。自平面六角铁氧体被发现以来，铁氧体在商业技术领域得到了广泛的应用，铁氧体被广泛的应用在永磁体、数据储存材料、电子通信设备元器件，尤其是在微波ghz频率范围的应用。目前已开发的磁性吸波材料主要有铁氧体磁性吸波材料、微、超微磁性金属及合金粉末磁性吸波材料、多晶铁纤维磁性吸波材料、纳米磁性吸波材料和稀土金属间化合物磁性吸波材料。
铁氧体作为传统的磁性吸波材料有其固有的优点，例如化学稳定性好，电阻率高，耐腐蚀以及力学强度稳定。但它也有固有的缺点，例：饱和磁化强度不高，受到snoek极限的限制，在高频范围内很难提高其复磁导率的值。而磁性合金的snoek极限值所在的频率范围很高，所以磁性合金在高频的范围内仍然可以保持较高的复磁导率的值，但是磁性合金的电阻率低，在高频电磁场的作用下会产生涡流损耗，影响材料在高频范围内的电磁性能，使得其复磁导率降低。目前应用最多的软磁合金微粉主要是fe、co、ni及其合金微粉等，由于fe的资源比较丰富，相比较co和ni的价格低廉，而且fe基磁性吸波材料的吸波性能较好。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种fe/y铁氧体复合吸波材料及其制备方法。这种fe/y铁氧体复合吸波材料，在2ghz-18ghz微波波段内，吸收频带较宽，而且铁氧体的制备工艺比较简单，容易的到达分子水平的均匀性，合成的温度相对较低，制备出来的颗粒度较小,适用于制备具有吸收频带宽、吸波性能好的复合微波吸收产品。这种方法制备工艺简单、材料成本低，制备的复合铁氧体粉体吸波性能好。
实现本发明目的的技术方案是：
一种fe/y铁氧体复合吸波材料，y铁氧体：fe粉质量之比为100：0，80：20，60：40，40：60，0:100。
一种制备上述fe/y铁氧体复合吸波材料的制备方法，包括如下步骤：
1)按照铁氧体化学分子式ba2co2fe12o22称取硝酸铁、硝酸钡、硝酸钴，溶于蒸馏水中，形成金属盐溶液，并依照金属原子与柠檬酸摩尔比为1:1称取柠檬酸，溶于蒸馏水中，形成柠檬酸溶液，将柠檬酸溶液加入到金属盐溶液中搅拌0.5小时，再用氨水调节使得混合溶液的ph为6-7，然后在80℃水浴中加热、搅拌使得混合溶液成透明的溶胶，当溶胶为黏稠状凝胶时，将凝胶于110℃烘箱中干燥后置于马弗炉中烧结，制得y型铁氧体粉体；
2)根据y铁氧体：fe粉质量比称取步骤1)制备的y型铁氧体和fe粉，在研钵中混合均匀，用行星式球磨机对混合粉末在室温下进行球磨，球磨的同时加入正己烷，正己烷可以避免混合粉末团聚或避免混合粉末与球磨球、容器壁发生反应，粘附到球上或容器壁上，球磨后的混合粉末为fe/y铁氧体复合吸波材料。
步骤1)中所述的加热时间为4-5小时。
步骤1)中所述的干燥凝胶是在110℃下真空干燥，锻烧前驱体是在1100℃下锻烧5小时。
步骤2)中所述的球磨为大小不同的玛瑙球。
步骤2)中所述的球磨时间为10h-20h，球料比为10：1-20：1，转速为300r/min-380r/min。
这种fe/y铁氧体复合吸波材料，在2ghz-18ghz微波波段内，吸收频带较宽，性能较好，而且铁氧体的制备工艺比较简单，容易的到达分子水平的均匀性，合成的温度相对较低，制备出来的颗粒度较小。这种方法制备工艺简单、材料成本低，制备的复合铁氧体粉体吸波性能好。
附图说明
图1是实施例1中y铁氧体xrd图；
图2是实施例1中y铁氧体：fe质量比为100：0时，复合物的反射损耗图；
图3是实施例2中y铁氧体：fe质量比为80：20时，复合物的反射损耗图；
图4是实施例3中y铁氧体：fe质量比为60：40时，复合物的反射损耗图；
图5是实施例4中y铁氧体：fe质量比为40：60时，复合物的反射损耗图；
图6是实施例5中y铁氧体：fe质量比为0：100时，复合物的反射损耗图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步的阐述，但不是对本发明的限定。
实施例1：
制备y铁氧体：fe质量比为100：0的fe/y铁氧体复合吸波材料步骤如下：
1)按照铁氧体化学分子式ba2co2fe12o22称取硝酸铁、硝酸钡、硝酸钴,溶于蒸馏水中，形成金属盐溶液，并依照金属原子与柠檬酸摩尔比为1:1称取柠檬酸，溶于蒸馏水中，形成柠檬酸溶液，将柠檬酸溶液加入到金属盐溶液中搅拌0.5小时，再用氨水调节使得混合溶液的ph为6-7，然后在80℃水浴中加热、搅拌使得混合溶液成透明的溶胶，当溶胶为黏稠状凝胶时，将凝胶于110℃烘箱中干燥后置于马弗炉中烧结，制得y型铁氧体粉体；
2)根据y铁氧体：fe粉质量比100：0称取步骤1)制备的y型铁氧体和fe粉，在研钵中混合均匀，用行星式球磨机对混合粉末在室温下进行球磨，球磨的同时加入正己烷，正己烷可以避免混合粉末团聚或避免混合粉末与球磨球、容器壁发生反应，粘附到球上或容器壁上，球磨后的混合粉末为fe/y铁氧体复合吸波材料。
步骤1)中所述的加热时间为4-5小时。
步骤1)中所述的干燥凝胶是在110℃下真空干燥，锻烧前驱体是在1100℃下锻烧5小时。
步骤2)中所述的球磨为大小不同的玛瑙球。
步骤2)中所述的球磨时间为10小时，球料比为10：1，转速设为380r/min。
产品测试：按粉体:石蜡＝4:1(质量比)的比例混合，制成外径和内径分别为7mm和3mm，厚度2.5-3.5mm左右的同轴试样，采用hp8722es微波矢量网络分析仪分别测量试样2ghz-18ghz频段的复磁导率及复介电常数，然后采用下式计算模拟出单层吸波材料在厚度分别为1.2mm，1.6mm，2.0mm，2.4mm，2.8mm，3.0mm的反射率r：
式中εr、μr和d分别为吸波材料的相对介电常数、相对磁导率和厚度，f为电磁波的频率，c为电磁波在自由空间的传播速度(即光速)，j为虚数单位，
性能测试结果:
图1所示为y铁氧体的xrd图，从图中可以看出，在1100℃下烧结5小时可以获得纯ba2co2fe12o22相，如图2所示，y铁氧体：fe粉质量比100：0复合粉体在2ghz-18ghz微波波段内厚度分别为6.0mm，7.0mm，8.0mm，9.0mm时的反射率，从图中可得：在所有的厚度中，最小反射率峰值均小于-10db(吸收率大于90％)，且<-10db的频宽较宽，具有较好的宽频效果，当复合物厚度为7.0mm时，在13.52ghz频率处反射率峰值约为-42.37db，即：铁氧体在高厚度处、ku频段(12ghz-18ghz)具有很好的吸波性能。
实施例2：
制备y铁氧体：fe质量比为80：20的fe/y铁氧体复合吸波材料步骤如下：
1)按照铁氧体化学分子式ba2co2fe12o22称取硝酸铁、硝酸钡、硝酸钴,溶于蒸馏水中，形成金属盐溶液，并依照金属原子与柠檬酸摩尔比为1:1称取柠檬酸，溶于蒸馏水中，形成柠檬酸溶液，将柠檬酸溶液加入到金属盐溶液中搅拌0.5小时，再用氨水调节使得混合溶液的ph为6-7，然后在80℃水浴中加热、搅拌使得混合溶液成透明的溶胶，当溶胶为黏稠状凝胶时，将凝胶于110℃烘箱中干燥后置于马弗炉中烧结，制得y型铁氧体粉体；
2)根据y铁氧体：fe粉质量比80：20称取步骤1)制备的y型铁氧体和fe粉，在研钵中混合均匀，用行星式球磨机对混合粉末在室温下进行球磨，球磨的同时加入正己烷，正己烷可以避免混合粉末团聚或避免混合粉末与球磨球、容器壁发生反应，粘附到球上或容器壁上，球磨后的混合粉末为fe/y铁氧体复合吸波材料。
步骤1)中所述的加热时间为4-5小时。
步骤1)中所述的干燥凝胶是在110℃下真空干燥，锻烧前驱体是在1100℃下锻烧5小时。
步骤2)中所述的球磨为大小不同的玛瑙球。
步骤2)中所述的球磨时间为15小时，球料比为15：1,转速设为350r/min。
产品测试：按粉体:石蜡＝4:1(质量比)的比例混合，制成外径和内径分别为7mm和3mm，厚度2.5-3.5mm左右的同轴试样，采用hp8722es微波矢量网络分析仪分别测量试样2ghz-18ghz频段的复磁导率及复介电常数，然后采用下式计算模拟出单层吸波材料在厚度分别为1.8mm，2.0mm，2.2mm，2.4mm，2.6mm，2.8mm的反射率r：
式中εr、μr和d分别为吸波材料的相对介电常数、相对磁导率和厚度，f为电磁波的频率，c为电磁波在自由空间的传播速度(即光速)，j为虚数单位，
性能测试结果:
如图3所示，y铁氧体：fe粉质量比80：20复合粉体在2-18ghz微波波段内厚度分别为1.8mm，2.0mm，2.2mm，2.4mm，2.6mm，2.8mm时的反射率，从图中可得：在所有的厚度中，最小反射率峰值均小于-10db(吸收率大于90％)，具有较好的宽频效果，当复合物厚度为1.8时，在15.04ghz频率处反射率峰值约为-14.09db，且<-10db的频宽约为4.16ghz。
实施例3：
制备y铁氧体：fe质量比为60：40的fe/y铁氧体复合吸波材料步骤如下：
1)按照铁氧体化学分子式ba2co2fe12o22称取硝酸铁、硝酸钡、硝酸钴,溶于蒸馏水中，形成金属盐溶液，并依照金属原子与柠檬酸摩尔比为1:1称取柠檬酸，溶于蒸馏水中，形成柠檬酸溶液，将柠檬酸溶液加入到金属盐溶液中搅拌0.5小时，再用氨水调节使得混合溶液的ph为6-7，然后在80℃水浴中加热、搅拌使得混合溶液成透明的溶胶，当溶胶为黏稠状凝胶时，将凝胶于110℃烘箱中干燥后置于马弗炉中烧结，制得y型铁氧体粉体；
2)根据y铁氧体：fe粉质量比60：40称取步骤1)制备的y型铁氧体和fe粉，在研钵中混合均匀，用行星式球磨机对混合粉末在室温下进行球磨，球磨的同时加入正己烷，正己烷可以避免混合粉末团聚或避免混合粉末与球磨球、容器壁发生反应，粘附到球上或容器壁上，球磨后的混合粉末为fe/y铁氧体复合吸波材料。
步骤1)中所述的加热时间为4-5小时。
步骤1)中所述的干燥凝胶是在110℃下真空干燥，锻烧前驱体是在1100℃下锻烧5小时。
步骤2)中所述的球磨为大小不同的玛瑙球。
步骤2)中所述的球磨时间为10小时，球料比为20：1,转速设为350r/min。
产品测试：按粉体:石蜡＝4:1(质量比)的比例混合，制成外径和内径分别为7mm和3mm，厚度2.5-3.5mm左右的同轴试样，采用hp8722es微波矢量网络分析仪分别测量试样2ghz-18ghz频段的复磁导率及复介电常数，然后采用下式计算模拟出单层吸波材料在厚度分别为1.5mm，1.8mm，2.0mm，2.2mm，2.4mm，2.6mm的反射率r：
式中εr、μr和d分别为吸波材料的相对介电常数、相对磁导率和厚度，f为电磁波的频率，c为电磁波在自由空间的传播速度(即光速)，j为虚数单位，
性能测试结果:
如图4所示，y铁氧体：fe粉质量比60：40复合粉体在2-18ghz微波波段内厚度分别为1.5mm，1.8mm，2.0mm，2.2mm，2.4mm，2.6mm时的反射率，从图中可得：在ku频段(12-18ghz)，当复合物厚度为1.8mm时，在13.84ghz频率处反射率峰值约为-26.75db(吸收率约为99.79％)，且<-10db的频宽约为5.28ghz。
实施例4：
制备y铁氧体：fe质量比为40：60的fe/y铁氧体复合吸波材料步骤如下：
1)按照铁氧体化学分子式ba2co2fe12o22称取硝酸铁、硝酸钡、硝酸钴,溶于蒸馏水中，形成金属盐溶液，并依照金属原子与柠檬酸摩尔比为1:1称取柠檬酸，溶于蒸馏水中，形成柠檬酸溶液，将柠檬酸溶液加入到金属盐溶液中搅拌0.5小时，再用氨水调节使得混合溶液的ph为6-7，然后在80℃水浴中加热、搅拌使得混合溶液成透明的溶胶，当溶胶为黏稠状凝胶时，将凝胶于110℃烘箱中干燥后置于马弗炉中烧结，制得y型铁氧体粉体；
2)根据y铁氧体：fe粉质量比40：60称取步骤1)制备的y型铁氧体和fe粉，在研钵中混合均匀，用行星式球磨机对混合粉末在室温下进行球磨，球磨的同时加入正己烷，正己烷可以避免混合粉末团聚或避免混合粉末与球磨球、容器壁发生反应，粘附到球上或容器壁上，球磨后的混合粉末为fe/y铁氧体复合吸波材料。
步骤1)中所述的加热时间为4-5小时。
步骤1)中所述的干燥凝胶是在110℃下真空干燥，锻烧前驱体是在1100℃下锻烧5小时。
步骤2)中所述的球磨为大小不同的玛瑙球。
步骤2)中所述的球磨时间为15小时，球料比为20：1,转速设为320r/min。
产品测试：按粉体:石蜡＝4:1(质量比)的比例混合，制成外径和内径分别为7mm和3mm，厚度2.5-3.5mm左右的同轴试样，采用hp8722es微波矢量网络分析仪分别测量试样2ghz-18ghz频段的复磁导率及复介电常数，然后采用下式计算模拟出单层吸波材料在厚度分别为1.8mm，2.0mm，2.5mm，3.0mm，3.5mm，4.0mm，4.5mm的反射率r:
式中εr、μr和d分别为吸波材料的相对介电常数、相对磁导率和厚度，f为电磁波的频率，c为电磁波在自由空间的传播速度(即光速)，j为虚数单位，
性能测试结果:
如图5所示，y铁氧体：fe粉质量比60：40复合粉体在2ghz-18ghz微波波段内厚度分别为1.8mm，2.0mm，2.5mm，3.0mm，3.5mm，4.0mm，4.5mm时的反射率，从图中可得：当复合物厚度为2.0mm时，在11.68ghz频率处反射率峰值约为-35.47db(吸收率约为99.97％),同时在所有厚度中，在c波段(4-8ghz)，复合物也具有较好的吸波性能，复合物厚度为3.0mm时，在7.36ghz频率处反射峰频率约为-18.42db(吸收率约为98.56％)。
实施例5：
制备y铁氧体：fe质量比为0：100的fe/y铁氧体复合吸波材料步骤如下：
1)按照铁氧体化学分子式ba2co2fe12o22称取硝酸铁、硝酸钡、硝酸钴,溶于蒸馏水中，形成金属盐溶液，并依照金属原子与柠檬酸摩尔比为1:1称取柠檬酸，溶于蒸馏水中，形成柠檬酸溶液，将柠檬酸溶液加入到金属盐溶液中搅拌0.5小时，再用氨水调节使得混合溶液的ph为6-7，然后在80℃水浴中加热、搅拌使得混合溶液成透明的溶胶，当溶胶为黏稠状凝胶时，将凝胶于110℃烘箱中干燥后置于马弗炉中烧结，制得y型铁氧体粉体；
2)根据y铁氧体：fe粉质量比0：100称取步骤1)制备的y型铁氧体和fe粉，在研钵中混合均匀，用行星式球磨机对混合粉末在室温下进行球磨，球磨的同时加入正己烷，正己烷可以避免混合粉末团聚或避免混合粉末与球磨球、容器壁发生反应，粘附到球上或容器壁上，球磨后的混合粉末为fe/y铁氧体复合吸波材料。
步骤1)中所述的加热时间为4-5小时。
步骤1)中所述的干燥凝胶是在110℃下真空干燥，锻烧前驱体是在1100℃下锻烧5小时。
步骤2)中所述的球磨为大小不同的玛瑙球。
步骤2)中所述的球磨时间为20小时，球料比为15：1，转速设为300r/min。
产品测试：按粉体:石蜡＝4:1(质量比)的比例混合，制成外径和内径分别为7mm和3mm，厚度2.5-3.5mm左右的同轴试样，采用hp8722es微波矢量网络分析仪分别测量试样2ghz-18ghz频段的复磁导率及复介电常数，然后采用下式计算模拟出单层吸波材料在厚度分别为1.8mm，2.0mm，2.2mm，2.4mm，2.6mm，2.8mm，3.0mm的反射率r：
式中εr、μr和d分别为吸波材料的相对介电常数、相对磁导率和厚度，f为电磁波的频率，c为电磁波在自由空间的传播速度(即光速)，j为虚数单位，
性能测试结果:
如图6所示，y铁氧体：fe粉质量比0：100复合粉体在2-18ghz微波波段内厚度分别为1.8mm，2.0mm，2.2mm，2.4mm，2.6mm，2.8mm，3.0mm时的反射率，从图中可得：在所有的厚度中，最小反射率峰值均小于-10db(吸收率大于90％)，具有较好的宽频效果，当复合物厚度为2.4mm时，在8.72ghz频率处反射率峰值约为-13.04db，且<-10db的频宽约为1.28ghz。