本发明涉及一种合金吸波微粉材料,特别涉及一种添加Pr的金属合金吸波材料及其制备方法。
背景技术:
随着现代雷达和微波电子技术迅猛发展,使吸波材料在国防和民用领域得到广泛应用。特别是,由于移动通讯和电子设备在日常生活中使用越来越广泛,例如应用在人体安全防护、微波暗室消除设备、通讯及导航系统的电磁干扰、安全信息保密、改善整机性能、提高信噪比、电磁兼容,以及波导或同轴吸收元件等许多方面。使得努力研制在1-18 GHz频段内具有吸波性能好,厚度较薄,吸波频带宽,成本低廉的吸波材料已经成为各国材料研究的热点之一。
吸波材料是指能将表面的电磁波最大限度地转变成其它形式的能量,以耗散、衰减或吸收电磁波能量,从而达到减少或消除电磁波反射目的的一类功能材料。优良吸波材料要求具有强吸收,宽频等。传统的吸波材料主要有铁氧体型和磁性金属(合金)微粉等。由于铁氧体在1-18GHz 频段下饱和磁化强度低,微波磁导率较小,吸波能力差,而且匹配厚度较厚(厘米级),因此铁氧体材料在该频段的应用受到很大的局限。而片状软磁金属微粉由于居里温度高,温度稳定性好,且片状软磁金属微粉由于处于表面的原子数越来越多,高浓度晶界和晶界原子的特殊结构导致材料在电磁场的辐射下,原子、电子运动加剧,促使磁化,使电磁能转化为热能,从而增加了对电磁波的吸收,作为电磁波吸收剂具有很好的应用前景。
目前软磁合金微粉主要有Fe、Co、Ni及其合金微粉等。由于Fe基合金软磁吸波材料吸波性能好,而且Fe的资源比较丰富,往Fe基添加Ni制备的Fe-Ni基合金能大大提高合金的吸波性能。稀土元素因其特异的物理和化学性能,特别是特异的电、光、磁和催化性能而被誉为新材料的宝库,稀土特异的电、磁性能对吸波材料的吸波性能进行调节。由于R2Fe17合金化合物能够突破Snoke极限限制而常常被人们开发为隐形材料,但是该吸波材料吸波频带较窄,而通过掺入其它的吸收介质,会产生部分的累积效果,其吸收频带也明显增加,对展宽材料的有效吸收带宽是非常有利的。本发明以Pr、Fe、Ni为原料,制备出一种Pr2Fe xNi17-x合金吸波材料。
技术实现要素:
本发明提供一种以Pr、Fe、Ni为原料的合金吸波材料,该合金吸波材料的制备方法包括如下步骤:
⑴ 以Pr、Fe、Ni为原料按一定原子配比配料混合;
⑵ 将混合的原料在真空电弧炉中进行熔炼,使其熔炼成成分均匀的合金锭;
⑶ 将合金锭放入石英玻璃管中进行真空密封;
⑷ 把装有合金锭的玻璃管放入高温炉中,进行均匀化处理;
⑸ 均匀化处理后进行淬火;
⑹ 淬火后取出合金锭在研磨罐中进行机械粉碎;
⑺ 收集粉碎的粉末,将粉末倒入球磨罐中,在酒精充满球磨罐内的保护下,用行星式球磨机进行球磨处理;
⑻球磨结束后把合金微粉取出晾干,即可得一种合金吸波微粉材料。
优先地,在步骤⑴中,原料Pr、Fe、Ni的原子配比为Pr2Fe xNi17-x(2≤X≤15)。
优先地,在步骤⑷中,均匀化处理温度控制在600-700℃,时间为7-10天。
优先地,在步骤⑺中,行星式球磨机速度控制200-300r/min运行,球磨时间为60-70小时。
具体实施方式
实施例一:
取适量Pr、Fe、Ni单质,按Pr2Fe2Ni15原子配比配料10g原料并将其混合,将混合的原料用真空电弧炉进行熔炼,使其熔炼成成分均匀的合金锭,将合金锭取出放入石英玻璃管中,将玻璃管内抽成真空,并将管口密封,密封后投入水中,观察是否有气泡冒出,没有气泡表明密封性良好,再把装有合金锭的玻璃管放入高温炉中,进行均匀化处理,温度设置为600℃,条件下进行均匀化退火处理,退火处理10天后将玻璃管投入到冰水混合物进行淬火,待冷却取出合金锭,将合金锭用研磨罐进行机械粉碎,收集粉碎的粉末,将粉末倒入球磨罐中,在酒精充满球磨罐内的保护下,用行星式球磨机进行球磨处理,球磨速度控制为300r/min,球磨60小时后,把合金微粉取出晾干,即可得一种合金吸波微粉。
实施例二:
取适量Pr、Fe、Ni单质,按Pr2Fe10Ni5原子配比配料10g原料并将其混合,将混合的原料用真空电弧炉进行熔炼,使其熔炼成成分均匀的合金锭,将合金锭取出放入石英玻璃管中,将玻璃管内抽成真空,并将管口密封,密封后投入水中,观察是否有气泡冒出,没有气泡表明密封性良好,再把装有合金锭的玻璃管放入高温炉中,进行均匀化处理,温度设置为650℃,条件下进行均匀化退火处理,退火处理8天后将玻璃管投入到冰水混合物进行淬火,待冷却取出合金锭,将合金锭用研磨罐进行机械粉碎,收集粉碎的粉末,将粉末倒入球磨罐中,在酒精充满球磨罐内的保护下,用行星式球磨机进行球磨处理,球磨速度控制为250r/min,球磨65小时后,把合金微粉取出晾干,即可得一种合金吸波微粉。
实施例三:
取适量Pr、Fe、Ni单质,按Pr2Fe15Ni2原子配比配料10g原料并将其混合,将混合的原料用真空电弧炉进行熔炼,使其熔炼成成分均匀的合金锭,将合金锭取出放入石英玻璃管中,将玻璃管内抽成真空,并将管口密封,密封后投入水中,观察是否有气泡冒出,没有气泡表明密封性良好,再把装有合金锭的玻璃管放入高温炉中,进行均匀化处理,温度设置为700℃,条件下进行均匀化退火处理,退火处理7天后将玻璃管投入到冰水混合物进行淬火,待冷却取出合金锭,将合金锭用研磨罐进行机械粉碎,收集粉碎的粉末,将粉末倒入球磨罐中,在酒精充满球磨罐内的保护下,用行星式球磨机进行球磨处理,球磨速度控制为200r/min,球磨70小时后,把合金微粉取出晾干,即可得一种合金吸波微粉。