专利名称：用于电磁吸波的铁氧体-镍复合粉体及制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用于电磁吸波的铁氧体-镍复合粉体及制备方法。
技术背景电磁辐射产生环境电磁污染影响人体健康，已日益引起各国的重视。在电磁辐射所 覆盖的范围内，采用新型环保吸波材料，使建筑物本身具有一定电磁波吸收能力，可衰 减环境电磁波强度，有效降低电磁环境污染，减少电磁波辐射对居民的危害。吸波材料按成型工艺和承载能力可分为结构型和涂层型。结构型吸波材料具有承载 和减小电磁波反射双重功能，通常是将吸波剂分散在结构材料中。涂层型吸波材料采用 粘结剂基相粘结吸波材料制得吸波涂层。涂层型吸波材料工艺简单，使用方便，易于调 节性能。吸波材料主要有电损耗型和磁损耗型，包括金属、合金粉末、铁氧体、导电纤维等 粉体、纤维。电损耗型材料如石墨、碳化硅等，具有较高的电损耗正切，依靠介质的电 子极化或界面极化衰减吸收电磁波；磁损耗型材料如铁氧体等，具有较高的磁损耗正切 角，依靠磁滞损耗、畴壁共振和后效损耗等磁极化机制衰减、吸收电磁波。目前广泛使用的吸波材料是铁氧体吸波材料，吸波性能良好，价格低廉，为吸波材 料的主要成分之一。但传统的铁氧体涂料具有频带狭窄、密度大的缺陷。研制开发新型 吸波材料以达到宽频高效、涂层轻薄特点的吸波材料是提高吸波效果的重要任务。金属镍微粉、铁氧体对电磁波具有良好的吸附作用，在镍微粉表面包覆铁氧体获得 的复合粉体兼具电损耗与磁损耗电磁能量机制、并具有界面反射效应，可以更为有效提 高材料的吸波性能。 发明内容本发明的目的在于提供用于电磁吸波的铁氧体-镍复合粉体及制备方法。 本发明提出的用于电磁吸波的铁氧体-镍复合粉体，以金属镍粉作为基体，采用化 学方法在镍粉表面包覆铁氧体层制得所需产品，铁氧体与镍复合粉体的质量比为1: 5 1: 0.01，镍粉粒径为0.5 5um，铁氧体为尖晶石型铁氧体或磁铅石型铁氧体。本发明中，所述磁铅石型铁氧体为镍、钴、锰、钡、锶、锌或各元素复合掺杂得到 的铁氧体。本发明中，所述化学方法为柠檬酸盐溶胶-凝胶法、自蔓延法或共沉淀法中任一种。本发明提出的用于电磁吸波的铁氧体-镍复合粉体的制备方法，采用柠檬酸盐溶胶-凝胶法、自蔓延法或共沉淀法中任一种制备得到所需产品。本发明提出的用于电磁吸波的铁氧体-镍复合粉体的制备方法，采用柠橡酸溶胶凝 胶法，具体步骤如下(1) 用柠檬酸络合硝酸铁、硝酸钡制取前驱体将Ba(N03)2、 Fe(N03)3、柠檬酸 分别加入蒸馏水中溶解，调节溶液的PH值为7-8;其中，Ba(N03)2: Fe(N03)3:柠檬酸的摩尔比为1: 12: 19;(2) 将步骤(l)所得的前驱体中加入镍粉，超声振动15-25min，所得产品铁氧体与 镍粉的质量比为l: 5 1: 0,01，镍粉粒径0.5~5 U m;(3) 将步骤(2)所得溶液置于80-90'C水浴中搅拌至液体为粘稠的胶状体；(4) 将步骤(3)所得胶状体置于105-12(TC温度下干燥，得到干燥凝胶；(5) 将步骤(4)所得干燥凝胶置于马弗炉内以200°C/h升温速率加热至850°C，然 后自然冷却，即得所需产品。本发明中，采用氨水调节溶液的PH值。本发明提出的用于电磁吸波的铁氧体-镍复合粉体的制备方法，采.用自蔓延法，具 体步骤如下(1) 用柠檬酸络合硝酸铁、硝酸钡制取前驱体将Ba(N03)2、 Fe(N03)3、柠檬酸 分别加入蒸馏水中溶解，调节溶液的PH值为7-8;其中，Ba(N03)2: Fe(N03)3:柠檬酸的摩尔比为1: 12: 19;(2) 将步骤(l)所得的前驱体中加入镍粉，超声振动15-25min，所得产品铁氧体与 镍粉的质量比为l: 5 1: 0.01，镍粉粒径0.5~5 u m;(3) 将步骤(2)所得溶液置于坩埚中加热，千燥凝胶至自行蔓延燃烧；(4) 将步骤(3)所得自蔓延燃烧后的物质冷却，接着置于马弗炉内以20(TC/h升温 速率加热至85(TC，然后自然冷却，即得所需产品。本发明中，采用氨水调节溶液的PH值。本发明提出的用于电磁吸波的铁氧体-镍复合粉体的制备方法，采用共沉淀法，具 体步骤如下(1) 分别配制FeCl3 *6H20、 FeCl2 '4H20、 NaOH溶液；溶液浓度分别为FeCl3 6H20 (1 mol/L)， FeCl2 4H20 (1 mol/L)， NaOH (3 mol/L);(2) 按Fe"和Fe"摩尔比为3: 2的比例，将FeCl3溶液，FeCl2溶液混 合，置于75。C恒温水浴中，加入镍粉，镍粉和Fe304质量比为h 5 1: 0.01，镍粉粒径0.5~5 H m;(3) 对(2)所述的溶液快速搅拌，同时滴入NaOH溶液至溶液PH值为13， 在75。C温度下均匀搅拌至反应完成；(4) 将步骤(3)所得生成物用水清洗，经离心机分离、真空干燥，即得所需产品。 本发明的有益效果在于本发明以金属镍粉作为基相材料，采用化学方法在镍粉表面包覆铁氧体层获得铁氧体-金属镍复合粉体。本发明制得的复合粉体材料具有宽频高 效电磁吸波性能，可以制成吸波涂层广泛应用于各种民用、军事电磁波吸波领域。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明。实施例1:采用柠檬酸凝胶溶胶方法制备铁氧体-镍复合粉体(1) .用拧檬酸络合硝酸铁、硝酸钡制得前驱体按摩尔比Ba(N03)2: Fe(N03)3:柠檬酸=1: 12: 19称取原料，加入蒸馏水溶解，滴入氨水调节溶液PH值为7;(2) .将步骤(l)所得前驱体溶液中加入镍粉，超声振动20min。铁氧体与金属镍复合粉体的质量比为l: 5;镍粉粒径0.5 5lim;(3) .将步骤(2)所得溶液置于90'C水浴中搅拌4 5h，至液体呈粘稠的胶状体；(4) .将步骤(3)所制备的溶胶置于烘箱12(TC中烘4h，得到干燥凝胶；(5) .将步骤(4)所得凝胶置于马弗炉内以200'C/h升温速率加热至85(rC，然后自然 冷却，即得所需产品。实施例2:采用自蔓延法制备铁氧体-镍复合粉体(1) .用柠檬酸络合硝酸铁、硝酸钡制得前驱体按化学计量比Ba(N03)2: Fe(N03)3:拧檬酸二l: 12: 19称取原料，加入蒸馏水溶解，滴入氨水调节溶液PH值为7;(2) .将步骤(l)所得前驱体溶液中加入镍粉，超声振动15min。铁氧体与金属镍复 合粉体的质量比为1: 0.01;镍粉粒径0.5~5 u m;(3) .将步骤(2)所得溶液置于坩埚中加热至干燥凝胶自行蔓延燃烧；(4) .将燃烧后的粉体置于马弗炉内以20(TC/h升温速率加热至85(rC，然后自然冷 却，即得所需产品。实施例3:采用共沉淀法制备铁氧体包覆镍微粒(1) 分别配制FeCb *6H20、 FeCl2 "H20、 NaOH溶液；溶液浓度分别为FeCl3 6H20 (1 mol/L)， FeCl2 4H20 (1 mol/L)， NaOH (3 mol/L);(2) 取Fe3+和Fe"比例3: 2将FeCl3溶液，FeCl2溶液混合，置于75。C 恒温水浴中，加入镍粉，镍粉和Fe304质量比为1: 0.5，镍粉粒径0.5 5um;(3) 对(2)所述的溶液快速搅拌同时滴入NaOH溶液至PH=13。在75'C温 度下均匀搅拌至反应完成；(4) 将步骤(3)所得生成物用水清洗，经离心机分离、真空干燥，即得所需产品。 实施例4:采用自蔓延法制备铁氧体-镍复合粉体(1) .用柠檬酸络合硝酸铁、硝酸钡制得前驱体按化学计量比Ba(N0。2: Fe(N03)3: 柠檬酸-l: 12: 19称取原料，加入蒸馏水溶解，滴入氨水调节溶液ra值为7.5;(2) .前驱体溶液中加入镍粉，超声振动25min。铁氧体与金属镍复合粉体的质量比为1: 5;镍粉粒径0.5 5Um;(3) .溶液置于坩埚中加热至干燥凝胶自行蔓延燃烧；(4) .将燃烧后的粉体置于马弗炉内以20(TC/h升温速率加热至85(rC，然后自然 冷却，即得所需产品。实施例5:采用自蔓延法制备铁氧体-镍复合粉体(1) .用柠檬酸络合硝酸铁、硝酸钡制得前驱体按化学计量比Ba(N0》2: Fe(N03):i:柠檬酸=1: 12: 19称取原料，加入蒸馏水溶解，滴入氨水调节溶液PH值为7;(2) .前驱体溶液中加入镍粉，超声振动20min。铁氧体与金属镍复合粉体的质量 比为l: 0.01;镍粉粒径0.5 5um;(3) .溶液置于坩埚中加热至干燥凝胶自行蔓延燃烧；(4) .将燃烧后的粉体置于马弗炉内以200°C/h升温速率加热至850°C自然冷却， 即得所需产品。实施例6:采用自蔓延法制备铁氧体-镍复合粉体(1) .用柠檬酸络合硝酸铁、硝酸钡制得前驱体按化学计量比Ba(N0》2: Fe(N03)3:柠檬酸=1: 12: 19称取原料，加入蒸馏水溶解，滴入氨水调节溶液PH值为7;(2) .前驱体溶液中加入镍粉，超声振动20min。铁氧体与金属镍复合粉体的质量 比为1: 0. 5;镍粉粒径0.5 5 u m;(3) .溶液置于坩埚中加热至干燥凝胶自行蔓延燃烧；(4) .将燃烧后的粉体置于马弗炉内以200°C/h升温速率加热至85(TC自然冷却， 即得所需产品。实施例7:采用共沉淀法制备铁氧体包覆镍微粒(1) 分别配制FeCl3 '6H20、 FeCl2*4H20、 NaOH溶液；溶液浓度分别为FeCl3 6H20 (1 mol/L)， FeCl2 4H20 (1 mol/L)， NaOH (3 mol/L);(2) 取Fe"和Fe2+摩尔比为3: 2，将FeCh溶液，FeCl2溶液混合，置于75°C恒温水浴中，加入镍粉，镍粉和Fe304质量比为1: 0.01，镍粉粒径0.5 5u m;(3) 对(2)所述的溶液快速搅拌同时滴入NaOH溶液至PH=13。在75。C温 度下均匀搅拌至反应完成；(4) 将步骤(3)所得生成物用水清洗，经离心机分离、真空干燥，即得所需产品。 实施例8:采用共沉淀法制备铁氧体包覆镍微粒(1) 分别配制FeCl3 6H20、 FeCl2，4H20、 NaOH溶液；溶液浓度分别为FeCl3 6H20 (1 mol/L)， FeCl2 4H20 (1 mol/L)， NaOH (3 mol/L);(2) 取Fe"和Fe"比例3: 2将FeCl3溶液，FeCl2溶液混合，置于75°C 恒温水浴中，加入镍粉，镍粉和Fe304质量比为1: 5，镍粉粒径0.5 5nm;(3) 对(2)所述的溶液快速搅拌针头滴入NaOH溶液至PH=13。在75'C温 度下均匀搅拌至反应完成；(4) 将步骤(3)所得生成物用水清洗，经离心机分离、真空干燥，即得所需产品。 实施例9.采用共沉淀法制备铁氧体包覆镍微粒(1) 分别配制FeCl3 6H20、 FeCl2.4H20、 NaOH溶液；溶液浓度分别为FeCl3 6H20 (1 mol/L)， FeCl2 4H20 (1 mol/L)， NaOH (3 mol/L);(2) 取Fe"和Fe"摩尔比为3: 2，将FeCl3溶液，FeCl2溶液混合，置 于75i:恒温水浴中，加入镍粉，镍粉和Fe304质量比为1: 0.5，镍粉粒径0.5 5um;(3) 对(2)所述的溶液快速搅拌同时滴入NaOH溶液至PH=13。在75。C温 度下均匀搅拌至反应完成；(4) 将步骤(3)所得生成物用水清洗，经离心机分离、真空干燥，即得所需产品。
权利要求
1、一种用于电磁吸波的铁氧体-镍复合粉体，其特征在于以金属镍粉作为基体，采用化学方法在镍粉表面包覆铁氧体层制得所需产品，铁氧体与镍复合粉体的质量比为1∶5～1∶0.01，镍粉粒径为0.5～5μm，铁氧体为尖晶石型铁氧体或磁铅石型铁氧体。
2、 根据权利要求l所述的用于电磁吸波的铁氧体-镍复合粉体，其特征在于所述磁 铅石型铁氧体为镍、钴、锰、钡、锶、锌或各元素复合掺杂得到的铁氧体。
3、 一种如权利要求l所述的用于电磁吸波的铁氧体-镍复合粉体的制备方法，采用 柠檬酸盐溶胶-凝胶法、自蔓延法或共沉淀法中任一种制备得到所需产品。
4、 根据权利要求3所述的用于电磁吸波的铁氧体-镍复合粉体的制备方法，其特征在于采用拧檬酸溶胶凝胶法，具体步骤如下(1) 用柠檬酸络合硝酸铁、硝酸钡制取前驱体将Ba(N03)2、 Fe(N03)3、柠檬酸 分别加入蒸馏水中溶解，调节溶液的PH值为7-8;其中，Ba(N03)2: Fe(N03)3:柠檬酸的摩尔比为1: 12: 19;(2) 将步骤(l)所得的前驱体中加入镍粉，超声振动15-25min，所得产品铁氧体与 镍粉的质量比为l: 5 1: 0.01，镍粉粒径0.5~5 y m;(3) 将步骤(2)所得溶液置于80-90"C水浴中搅拌至液体为粘稠的胶状体；(4) 将步骤(3)所得胶状体置于105-12(TC温度下干燥，得到干燥凝胶；(5) 将步骤(4)所得干燥凝胶置于马弗炉内以200°C/h升温速率加热至850°C，然 后自然冷却，即得所需产品。
5、 根据权利要求4所述的用于电磁吸波的铁氧体-镍复合粉体的制备方法，其特征 在于采用氨水调节溶液的PH值。
6、 根据权利要求3所述的用于电磁吸波的铁氧体-镍复合粉体的制备方法，其特征 在于采用自蔓延法，具体步骤如下(1) 用拧檬酸络合硝酸铁、硝酸钡制取前驱体将Ba(N03)2、 Fe(N03)3、柠檬酸 分别加入蒸馏水中溶解，调节溶液的PH值为7-8;其中，Ba(N03)2: Fe(N03)3:柠檬酸的摩尔比为1: 12: 19;(2) 将步骤(l)所得的前驱体中加入镍粉，超声振动15-25min，所得产品铁氧体与 镍粉的质量比为l: 5 1: 0.01，镍粉粒径0.5 5um;(3) 将步骤(2)所得溶液置于坩埚中加热，干燥凝胶至自行蔓延燃烧；(4) 将步骤(3)所得自蔓延燃烧后的物质冷却，接着置于马弗炉内以200'C/h升温 速率加热至85(TC，然后自然冷却，即得所需产品。
7、 根据权利要求6所述的用于电磁吸波的铁氧体-镍复合粉体的制备方法，其特征 在于采用氨水调节溶液的PH值。
8、 根据权利要求3所述的用于电磁吸波的铁氧体-镍复合粉体的制备方法，其特征 在于采用共沉淀法，具体步骤如下(1) 分别配制FeCb *6H20、 FeCl2'4H20、 NaOH溶液；溶液浓度分别为FeCl3 6H20为1 mol/L， FeCl2 4H20为1 mol/L， NaOH为3 mol/L;(2) 按Fe"和Fe"摩尔比为3: 2的比例，将FeCl3溶液，FeCl2溶液混 合，置于75。C恒温水浴中，加入镍粉，镍粉和Fe304质量比为1: 5 1: 0.01，镍粉 粒径0.5~5 y m;(3) 对步骤(2)所得溶液搅拌，同时滴入NaOH溶液调节溶液的PH值为 13，在75'C温度下搅拌均匀，至反应完成；(4) 将步骤(3)所得生成物用水清洗，经离心机分离、真空干燥，即得所需产品。
全文摘要
本发明涉及一种用于电磁吸波的铁氧体-镍复合粉体及制备方法。以金属镍粉作为基体，采用化学方法在镍粉表面包覆铁氧体层制得所需产品，铁氧体与镍复合粉体的质量比为1∶5～1∶0.01，镍粉粒径为0.5～5μm，铁氧体为尖晶石型铁氧体或磁铅石型铁氧体。采用柠檬酸盐溶胶-凝胶法、自蔓延法或共沉淀法中任一种制备得到所需产品。本发明制得的复合粉体材料具有宽频高效电磁吸波性能，可以制成吸波涂层广泛应用于各种民用、军事电磁波吸波领域。
文档编号G12B17/00GK101329921SQ20081004122
公开日2008年12月24日 申请日期2008年7月31日 优先权日2008年7月31日
发明者雄 张, 张晏清 申请人:同济大学