本技術(shù)涉及吸波材料領(lǐng)域,更具體地說,它涉及一種陶瓷化吸波粉體及其制備方法。
背景技術(shù):
1、隨著電子元器件的發(fā)展,對電池的使用需求量增長,同時(shí)對電池的安全性提出了更高的要求,電池的封裝結(jié)構(gòu)需要具有防漏電、耐高溫等性能,從而保證電池的使用安全性,電池遭到破壞也能夠屏蔽其漏電現(xiàn)象和高溫,減少對使用者和環(huán)境的危害,封裝結(jié)構(gòu)還需具有良好的耐久性、較高的表面電阻,在電池的長期使用后,封裝結(jié)構(gòu)仍具有良好的強(qiáng)度及其吸波性能,以保證電池的安全性能。
2、現(xiàn)有吸波材料大多采用有機(jī)樹脂與吸波粉進(jìn)行復(fù)合,制備具有吸波性能的復(fù)合材料,因其使用有機(jī)材料作為粘合劑,在長期可靠性,強(qiáng)度等方面存在一些不足之處,有機(jī)樹脂使用時(shí)間較長時(shí),易出現(xiàn)老化現(xiàn)象,出現(xiàn)強(qiáng)度和表面電阻下降等現(xiàn)象,影響封裝結(jié)構(gòu)的使用和效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了提高封裝結(jié)構(gòu)的耐久性,本技術(shù)提供一種陶瓷化吸波粉體及其制備方法。
2、第一方面,本技術(shù)提供一種陶瓷化吸波粉體,采用如下的技術(shù)方案:
3、一種陶瓷化吸波粉體,包括以下重量份的原料:60-75份瓷化粉、50-65份吸波粉、5-8份硅鋁復(fù)合溶膠和0.5-1.3份陶瓷空心微球;
4、所述吸波粉包括質(zhì)量比為(2.95-3.16):(1.68-2.62):(3.12-3.29)的改性碳納米管、鐵硅鋁和鐵硅鉻。
5、通過采用上述技術(shù)方案,瓷化粉作為陶瓷化吸波粉體的主要成分,在高溫下能夠轉(zhuǎn)變?yōu)樘沾审w,陶瓷體具有良好的隔熱性能和絕緣性,能夠降低電池漏電現(xiàn)象和高溫的危險(xiǎn)性,硅鋁復(fù)合溶膠代替有機(jī)樹脂作為粘合劑使用,硅鋁復(fù)合溶膠對吸波粉和陶瓷空心微球進(jìn)行表面處理,能夠增強(qiáng)吸波粉和陶瓷空心微球的粘附性,使得瓷化粉、吸波粉和陶瓷空心微球在進(jìn)行成型工藝時(shí),各粉體之間的粘結(jié)力增強(qiáng),吸波粉體和瓷化粉均具有穩(wěn)定的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì),制得的成品具有良好的機(jī)械性能和強(qiáng)度,不易發(fā)生碎裂,有利于陶瓷化吸波粉體的長久使用,同時(shí)使得陶瓷化吸波粉體保持較高的表面電阻,提高材料的吸波效率和吸波帶寬。
6、優(yōu)選的,所述改性碳納米管的制備方法,包括以下步驟:將硝酸鋇、硝酸鐵和檸檬酸加入水中形成混合溶液,將碳納米管分散于混合溶液中,超聲分散均勻后,滴入氨水調(diào)節(jié)ph為8.5-9,加入聚乙二醇和表面活性劑后,攪拌溶解,在75-80℃水浴下恒溫蒸發(fā),制得濕凝膠,抽濾、干燥、冷卻。
7、通過采用上述技術(shù)方案,改性碳納米管表面附有一層鋇鐵氧體,鋇鐵氧體包覆的碳納米管能夠有效拓寬改性碳納米管的吸波帶寬,使得吸波粉體在多個(gè)頻段內(nèi)均有較強(qiáng)的吸波峰,提高了吸波粉體的吸波性能。
8、優(yōu)選的,所述硝酸鋇、硝酸鐵和檸檬酸的摩爾比為(0.9-1.1):(5.8-6.1):(13.9-14.1)。
9、通過采用上述技術(shù)方案,控制硝酸鋇、硝酸鐵和檸檬酸的摩爾比,能夠有效控制鋇鐵氧體的純度,檸檬酸能夠充分與金屬離子絡(luò)合,減少顆粒之間的團(tuán)聚情況,從而使得制得鋇鐵氧體粒徑較小,有利于碳納米管表面鋇鐵氧體薄膜的均勻形成。
10、優(yōu)選的,所述碳納米管分散于混合之前,經(jīng)過以下預(yù)處理:將碳納米管加入體積比為3:1的濃硫酸與硝酸的混合液中,超聲分散均勻后,在60-65℃下水熱反應(yīng)4h,自然冷卻后,洗滌,干燥,制得酸化碳納米管。
11、通過采用上述技術(shù)方案,經(jīng)過混合液處理的碳納米管,能夠去除碳納米管中的無定形雜質(zhì),酸化碳納米管表面具有羥基、羧基等極性基團(tuán),有效提高了碳納米管的活性。
12、優(yōu)選的,所述硅鋁復(fù)合溶膠的制備方法,包括以下步驟:將異丙醇鋁、正硅酸乙酯和乙酰乙酸乙酯均勻混合,高溫回流后,封口靜置冷卻至室溫,加入水和聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液,磁力攪拌后制得硅鋁復(fù)合溶膠。
13、通過采用上述技術(shù)方案,乙酰乙酸乙酯作為螯合劑,將異丙醇鋁和正硅酸乙酯進(jìn)行螯合,有效提高了硅鋁復(fù)合溶膠的穩(wěn)定性,使得硅鋁復(fù)合溶膠對吸波粉體和陶瓷空心微球進(jìn)行表面處理時(shí),不易發(fā)生凝膠、變性等情況,有利于表面處理的穩(wěn)定進(jìn)行。
14、優(yōu)選的,所述異丙醇鋁、正硅酸乙酯和乙酰乙酸乙酯的質(zhì)量比為(5.8-6.2):(2.4-3.1):(0.6-1.1)。
15、通過采用上述技術(shù)方案,控制異丙醇鋁、正硅酸乙酯和乙酰乙酸乙酯的質(zhì)量比,使得硅鋁復(fù)合溶膠優(yōu)良的穩(wěn)定性,形成穩(wěn)定的溶膠體系,同時(shí)硅鋁復(fù)合溶膠具有良好的粘附性,能夠有效提高陶瓷化吸波粉體各原料粉體之間的粘結(jié)力。
16、第二方面,本技術(shù)提供一種陶瓷化吸波粉體的制備方法,采用如下的技術(shù)方案:一種陶瓷化吸波粉體的制備方法,包括以下步驟:硅鋁復(fù)合溶膠加水稀釋,將吸波粉和陶瓷空心微球添加至稀釋后的硅鋁復(fù)合溶膠中,超聲15min后,抽濾、干燥,制得溶膠包覆粉末,將溶膠包覆粉末與瓷化粉球磨混合均勻,干燥至含水率為3-5%后,制得陶瓷化吸波粉體。
17、通過采用上述技術(shù)方案,硅鋁復(fù)合溶膠加水稀釋后,能夠調(diào)控溶膠的固含量,將吸波粉和陶瓷空心微球加入稀釋后的硅鋁復(fù)合溶膠中,使得吸波粉和陶瓷空心微球表面包覆有一層硅鋁復(fù)合溶膠層,干燥后,溶膠包覆粉末表面的硅鋁復(fù)合溶膠層能夠提高溶膠包覆粉末的表面粘性,使得溶膠包覆粉末能夠與瓷化粉進(jìn)行良好結(jié)合,經(jīng)過球磨混合均勻后,陶瓷化吸波粉體內(nèi)部的粘結(jié)力提高,陶瓷化吸波粉體壓制獲得的吸波材料能夠具有優(yōu)良的機(jī)械性能和強(qiáng)度。
18、優(yōu)選的,所述稀釋后的硅鋁復(fù)合溶膠固含量為40-50wt%。
19、通過采用上述技術(shù)方案,控制稀釋后的硅鋁復(fù)合溶膠固含量,能夠有效控制硅鋁復(fù)合溶膠對吸波粉及陶瓷空心微球的表面處理情況和包覆率,同時(shí)有利于調(diào)控硅鋁復(fù)合溶膠層的厚度及形貌。
20、優(yōu)選的,所述溶膠包覆粉末的含水率為20-30%。
21、通過采用上述技術(shù)方案,控制溶膠包覆粉末的含水率,能夠有效控制外層硅鋁復(fù)合溶膠的含水率和粘性,從而提高溶膠包覆粉末與瓷化粉之間的結(jié)合情況。
22、綜上所述,本技術(shù)具有以下有益效果:
23、1、由于本技術(shù)使用瓷化粉作為陶瓷化吸波粉體的主要成分,在高溫下能夠轉(zhuǎn)變?yōu)樘沾审w,陶瓷體具有良好的隔熱性能和絕緣性,能夠降低電池漏電現(xiàn)象和高溫的危險(xiǎn)性,硅鋁復(fù)合溶膠代替有機(jī)樹脂作為粘合劑使用,硅鋁復(fù)合溶膠對吸波粉和陶瓷空心微球進(jìn)行表面處理,能夠增強(qiáng)吸波粉和陶瓷空心微球的粘附性,使得瓷化粉、吸波粉和陶瓷空心微球在進(jìn)行成型工藝時(shí),各粉體之間的粘結(jié)力增強(qiáng),吸波粉體和瓷化粉均具有穩(wěn)定的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì),制得的成品具有良好的機(jī)械性能和強(qiáng)度,不易發(fā)生碎裂,有利于陶瓷化吸波粉體的長久使用,同時(shí)使得陶瓷化吸波粉體保持較高的表面電阻,提高材料的吸波效率和吸波帶寬。
24、2、本技術(shù)中改性碳納米管表面附有一層鋇鐵氧體,鋇鐵氧體包覆的碳納米管能夠有效拓寬改性碳納米管的吸波帶寬,使得吸波粉體在多個(gè)頻段內(nèi)均有較強(qiáng)的吸波峰,提高了吸波粉體的吸波性能。
25、3、將吸波粉和陶瓷空心微球加入硅鋁復(fù)合溶膠中,使得吸波粉和陶瓷空心微球表面包覆有一層硅鋁復(fù)合溶膠層,干燥后,溶膠包覆粉末表面的硅鋁復(fù)合溶膠層能夠提高溶膠包覆粉末的表面粘性,使得溶膠包覆粉末能夠與瓷化粉進(jìn)行良好結(jié)合,經(jīng)過球磨混合均勻后,陶瓷化吸波粉體內(nèi)部的粘結(jié)力提高,陶瓷化吸波粉體壓制獲得的吸波材料能夠具有優(yōu)良的機(jī)械性能和強(qiáng)度。