本發(fā)明涉及一種合金吸波微粉材料,特別涉及一種添加稀土Ce的合金吸波材料及其制備方法。
背景技術(shù):
隨著現(xiàn)代雷達(dá)和微波電子技術(shù)迅猛發(fā)展,使吸波材料在國(guó)防和民用領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。特別是,由于移動(dòng)通訊和電子設(shè)備在日常生活中使用越來(lái)越廣泛,例如應(yīng)用在人體安全防護(hù)、微波暗室消除設(shè)備、通訊及導(dǎo)航系統(tǒng)的電磁干擾、安全信息保密、改善整機(jī)性能、提高信噪比、電磁兼容,以及波導(dǎo)或同軸吸收元件等許多方面。使得努力研制在1-18 GHz頻段內(nèi)具有吸波性能好,厚度較薄,吸波頻帶寬,成本低廉的吸波材料已經(jīng)成為各國(guó)材料研究的熱點(diǎn)之一。
吸波材料是指能將表面的電磁波最大限度地轉(zhuǎn)變成其它形式的能量,以耗散、衰減或吸收電磁波能量,從而達(dá)到減少或消除電磁波反射目的的一類(lèi)功能材料。優(yōu)良吸波材料要求具有強(qiáng)吸收,寬頻等。傳統(tǒng)的吸波材料主要有鐵氧體型和磁性金屬(合金)微粉等。由于鐵氧體在1-18GHz 頻段下飽和磁化強(qiáng)度低,微波磁導(dǎo)率較小,吸波能力差,而且匹配厚度較厚(厘米級(jí)),因此鐵氧體材料在該頻段的應(yīng)用受到很大的局限。而片狀軟磁金屬微粉由于居里溫度高,溫度穩(wěn)定性好,且片狀軟磁金屬微粉由于處于表面的原子數(shù)越來(lái)越多,高濃度晶界和晶界原子的特殊結(jié)構(gòu)導(dǎo)致材料在電磁場(chǎng)的輻射下,原子、電子運(yùn)動(dòng)加劇,促使磁化,使電磁能轉(zhuǎn)化為熱能,從而增加了對(duì)電磁波的吸收,作為電磁波吸收劑具有很好的應(yīng)用前景,目前軟磁合金微粉主要有Fe、Co、Ni及其合金微粉等。
稀土元素因其特異的物理和化學(xué)性能,特別是特異的電、光、磁和催化性能而被譽(yù)為新材料的寶庫(kù),稀土原子核外電子層中4f 殼層不滿(mǎn),具有磁矩, 4f 殼層“深埋”在原子中,在很大程度上不受傳導(dǎo)電子和鄰近點(diǎn)陣的影響,稀土原子或離子的磁矩大小不僅與原子或離子的gI 因子有關(guān), 還與原子總角動(dòng)量J 有關(guān), 這些獨(dú)特的性質(zhì)使稀土磁性材料在許多領(lǐng)域產(chǎn)生突破性進(jìn)展, 如稀土永磁、巨磁致伸縮材料、龐磁電阻材料、磁光和磁制冷材料等,稀土特異性也必將影響電波吸收材料的吸收機(jī)制, 如復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率和自然共振頻率等,因此稀土及其化合物的添加已經(jīng)成為改善吸波材料特性的有效途徑。研究發(fā)現(xiàn)將一定量的稀土元素?fù)诫s到鐵基中后,能顯著地改善鐵基合金的吸波性能。本發(fā)明通過(guò)選取一定含量的稀土元素添加到Fe–Ni基合金中,制備出一種性能優(yōu)異的吸波合金微粉。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
一種添加稀土Ce的合金吸波微粉,該吸波微粉的制備工藝包括如下步驟:
⑴ 以Ce、Fe、Ni為原料按一定原子配比配料;
⑵ 將所配的原料用真空電弧爐中進(jìn)行熔煉,使其熔煉成合金錠;
⑶ 將合金錠用石英玻璃管中進(jìn)行真空密封;
⑷ 將密封的合金進(jìn)行均勻化處理;
⑸ 均勻化處理一段時(shí)間后,進(jìn)行淬火;
⑹ 淬火后取出合金錠進(jìn)行機(jī)械粉碎;
⑺ 收集粉碎的粉末,將粉末倒入球磨罐中;
⑻ 用酒精倒?jié)M球磨罐,蓋好罐蓋,放入球磨機(jī)進(jìn)行球磨處理;
⑼ 球磨結(jié)束后把合金微粉取出晾干,即可得一種合金吸波微粉材料。
優(yōu)先地,在步驟⑴中,原料Ce、Fe、Ni的原子配比為Ce2Fe xNi17-x(2≤X≤15)。
優(yōu)先地,在步驟⑷中,均勻化處理溫度控制在600-700℃,時(shí)間為4-6天。
優(yōu)先地,在步驟⑻中,球磨時(shí)間為50-70小時(shí)。
優(yōu)先地,在步驟⑼中,合金微粉放入鐵質(zhì)表面上自然晾干,防止自燃。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一:
取適量Ce、Fe、Ni單質(zhì),按Ce2Fe2Ni15原子配比配料5g并將其混合,將混合的原料用真空電弧爐進(jìn)行熔煉,使其熔煉成成分均勻的合金錠,將合金錠取出放入石英玻璃管中,將玻璃管內(nèi)抽成真空,并將管口密封,密封后投入水中,觀察是否有氣泡冒出,沒(méi)有氣泡表明密封性良好,再把裝有合金錠的玻璃管放入高溫爐中,進(jìn)行均勻化處理,溫度設(shè)置為600℃,條件下進(jìn)行均勻化退火處理,退火處理6天后將玻璃管投入到冰水混合物進(jìn)行淬火,待冷卻取出合金錠,將合金錠用研磨罐進(jìn)行機(jī)械粉碎,收集粉碎的粉末,將粉末倒入球磨罐中,在酒精充滿(mǎn)球磨罐內(nèi)的保護(hù)下,用行星式球磨機(jī)進(jìn)行球磨處理,球磨50小時(shí)后,把合金微粉取出放入面狀鐵質(zhì)材料的表面,通過(guò)自然晾干,即可得一種合金吸波微粉。
實(shí)施例二:
取適量Ce、Fe、Ni單質(zhì),按Ce2Fe10Ni7原子配比配料5g原料并混合,將混合的原料用真空電弧爐進(jìn)行熔煉,使其熔煉成成分均勻的合金錠,將合金錠取出放入石英玻璃管中,將玻璃管內(nèi)抽成真空,并將管口密封,密封后投入水中,觀察是否有氣泡冒出,沒(méi)有氣泡表明密封性良好,再把裝有合金錠的玻璃管放入高溫爐中,進(jìn)行均勻化處理,溫度設(shè)置為600℃,條件下進(jìn)行均勻化退火處理,退火處理5天后將玻璃管投入到冰水混合物進(jìn)行淬火,待冷卻取出合金錠,將合金錠用研磨罐進(jìn)行機(jī)械粉碎,收集粉碎的粉末,將粉末倒入球磨罐中,在酒精充滿(mǎn)球磨罐內(nèi)的保護(hù)下,用行星式球磨機(jī)進(jìn)行球磨處理,球磨60小時(shí)后,把合金微粉取出放入面狀鐵質(zhì)材料的表面,通過(guò)自然晾干,即可得一種合金吸波微粉。
實(shí)施例三:
取適量Ce、Fe、Ni單質(zhì),按Ce2Fe15Ni2原子配比配料10g原料并混合,將混合的原料用真空電弧爐進(jìn)行熔煉,使其熔煉成成分均勻的合金錠,將合金錠取出放入石英玻璃管中,將玻璃管內(nèi)抽成真空,并將管口密封,密封后投入水中,觀察是否有氣泡冒出,沒(méi)有氣泡表明密封性良好,再把裝有合金錠的玻璃管放入高溫爐中,進(jìn)行均勻化處理,溫度設(shè)置為700℃,條件下進(jìn)行均勻化退火處理,退火處理4天后將玻璃管投入到冰水混合物進(jìn)行淬火,待冷卻取出合金錠,將合金錠用研磨罐進(jìn)行機(jī)械粉碎,收集粉碎的粉末,將粉末倒入球磨罐中,在酒精充滿(mǎn)球磨罐內(nèi)的保護(hù)下,用行星式球磨機(jī)進(jìn)行球磨處理,球磨70小時(shí)后,把合金微粉取出放入面狀鐵質(zhì)材料的表面,通過(guò)自然晾干,即可得一種合金吸波微粉。