专利名称：一种添加金属粉末的泡沫玻璃基微波吸收材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种吸收电磁波的材料及其制备方法，具体地说，涉及一种基于泡沫玻璃的复合电磁波吸波材料及其制备方法。
背景技术：
随着电子工业高速发展，广播电视与无线电通信发射台，高压变电站，工业、科技、 医疗高频设备，个人无线电通信设备及一些家用电器等得到广泛应用，极大的方便了人们的生活，但是这些仪器、设备在工作过程中产生日益严重的电磁辐射污染。电磁辐射污染对人们的健康、仪器正常使用产生很大危害，电磁波吸收材料可吸收、衰减各种仪器、设备产生的电磁波，有效避免电磁辐射产生的危害。因此，电磁波吸收材料有着广泛的应用前景和市场。目前，具有质量轻，厚度薄，吸收频带宽、吸收能力强等特点的吸波材料是吸波材料发展方向。泡沫玻璃是一种内部含有很多连通或封闭微小气孔的无机材料，具有轻质、防腐、 防虫、易掺杂和改性等特点。由于具有上述优点，泡沫玻璃广泛应用于地铁、图书馆、写字楼、歌剧院、影院等各种需要隔音、隔热设备的场所。随着电磁辐射污染日益严重以及人们对电磁辐射危害认识的深入和自我需要保护意识的增强，具有电磁波吸收功能的泡沫玻璃将得到人们越来越广泛的认可和青睐。因此，泡沫玻璃基复合电磁波吸收材料具有宽广的应用前景和市场。中国发明专利申请“泡沫玻璃型雷达波吸收材料”(申请号为 00109462. 9，申请日为2000年6月沈日，
公开日为2001年3月7日)采用碎玻璃为原料，利用碳化硅、石墨、导电炭黑、铁氧体的混合物进行掺杂，按照普通生产工艺进行生产得到泡沫玻璃吸波材料，该材料在2-lSGHz频率范围内，反射衰减量为8-25dB。中国发明专利申请 “一种基于泡沫玻璃的复合型雷达吸波材料及其制备方法”(申请号为201010259819. 1，申请日为2010年8月23日，
公开日为2011年3月16日)根据稳定可靠的配方，使用工业化学纯料为硼硅酸盐泡沫玻璃原料，另外添加锌粉、二氧化锰，采用粉末熔融法制备而成，泡沫玻璃样品中含有损耗电磁波物质锌粉和氧化锌，泡沫玻璃样品厚度为2. 2mm，在8-13GHZ 频率范围内，反射衰减量为7-12dB。到目前为止，加入到泡沫玻璃中的电磁损耗物质仅限于碳化硅、石墨、导电炭黑、铁氧体、锌粉以及氧化锌，尚未见到有关加入到泡沫玻璃的其他电磁波损耗物质的专利或者文献相关报道。
发明内容
本发明的目的是，拓宽泡沫玻璃中电磁损耗物质的种类和选择范围，有利于电磁波吸收泡沫玻璃的应用推广，向泡沫玻璃中加入损耗电磁波物质钴、镍、铜等金属粉末，提供一种以泡沫玻璃为基材的复合电磁波损耗物质的吸波材料。本发明通过如下技术方案予以实现。一种添加金属粉末的泡沫玻璃基微波吸收材料，其原料组分及其质量百分比含量为58 62%的二氧化硅，3 6%的三氧化二铝，3 6%的氢氧化钾，13 16%的氢氧化钠，14 20%的硼酸，0. 5 3%的石墨；在此基础上外加5 35%的金属粉末，所述金属粉末为钴、镍、铜的任何一种或者多种金属粉末的混合物。本发明的制备方法如下(1)按原料组分及其质量百分比含量为58 62%的二氧化硅，3 6%的三氧化二铝，3 6%的氢氧化钾，13 16%的氢氧化钠，14 20%的硼酸，0. 5 3%的石墨进行配料；然后外加5 35%的金属粉末，所述金属粉末为钴、镍、铜的任何一种或者多种金属粉末的混合物；(2)将步骤(1)的原料采用湿磨或者干磨的方法混合均勻并磨细，得到待烧物料；(3)将步骤( 的待烧物料按照下述工艺烧成先升温至380 450°C并保温20 40分钟，然后升温至700 800°C并保温20 40分钟，再降温至600 650°C并退火20 40分钟，最后自然冷却至室温，即制得基于泡沫玻璃的微波吸收材料；所述步骤(3)的烧成工艺为，先升温至400°C并保温30分钟，然后升温至750°C并保温30分钟，再降温至600°C并退火30分钟，最后自然冷却至室温。所述步骤(3)的烧成工艺为，升温至380 450°C的升温速率为3°C /min，升温至 700 800°C的升温速率为5°C /min,降温至600 650°C的降温速率为3°C /min。本发明与现有技术相比较的有益效果是，本发明技术方案的独到之处在泡沫玻璃中加入钴、镍、铜等金属粉末来损耗电磁波，拓宽了泡沫玻璃中电磁损耗物质的种类和选择范围，有利于电磁波吸收泡沫玻璃的应用推广。本发明的方法制备成本比较低，所需原料容易购买获得，操作工序简单，制备烧成温度较低，得到的吸波材料具有优良的电磁波吸收性能，适用于建筑材料的防辐射保护，微波加热器件、电子仪器、设备的电磁屏蔽等，降低电磁波辐射污染，还可以应用在军事上的隐身技术，信息与通讯技术保密、微波暗室等领域。
图1为实施例1所得到的吸波曲线；图2为实施例2所得到的吸波曲线；图3为实施例3所得到的吸波曲线；图4为实施例5所得到的吸波曲线。
具体实施例方式下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。表1为实施例1-9的配方表。表 权利要求
1.一种添加金属粉末的泡沫玻璃基微波吸收材料，其原料组分及其质量百分比含量为 58 62 %的二氧化硅，3 6 %的三氧化二铝，3 6 %的氢氧化钾，13 16 %的氢氧化钠， 14 20%的硼酸，0. 5 3%的石墨；在此基础上外加5 35%的金属粉末，所述金属粉末为钴、镍、铜的任何一种或者多种金属粉末的混合物。
2.权利要求1的添加金属粉末的泡沫玻璃基微波吸收材料的制备方法，具有如下步骤(1)按原料组分及其质量百分比含量为58 62%的二氧化硅，3 6%的三氧化二铝， 3 6%的氢氧化钾，13 16%的氢氧化钠，14 20%的硼酸，0. 5 3%的石墨进行配料； 然后外加5 35%的金属粉末，所述金属粉末为钴、镍、铜的任何一种或者多种金属粉末的混合物；(2)将步骤(1)的原料采用湿磨或者干磨的方法混合均勻并磨细，得到待烧物料；(3)将步骤O)的待烧物料按照下述工艺烧成先升温至380 450°C并保温20 40 分钟，然后升温至700 800°C并保温20 40分钟，再降温至600 650°C并退火20 40 分钟，最后自然冷却至室温，即制得基于泡沫玻璃的微波吸收材料。
3.根据权利要求2的泡沫玻璃基微波吸收材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3) 的烧成工艺为，先升温至400°C并保温30分钟，然后升温至750°C并保温30分钟，再降温至 600°C并退火30分钟，最后自然冷却至室温。
4.根据权利要求2的泡沫玻璃基微波吸收材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3) 的烧成工艺为，升温至380 450°C的升温速率为3°C /min，升温至700 800°C的升温速率为5°C /min,降温至600 650°C的降温速率为3°C /min。
全文摘要
本发明公开了一种添加金属粉末的泡沫玻璃基微波吸收材料，其原料组分及其质量百分比含量为58～62％的二氧化硅，3～6％的三氧化二铝，3～6％的氢氧化钾，13～16％的氢氧化钠，14～20％的硼酸，0.5～3％的石墨；在此基础上外加5～35％的金属粉末，所述金属粉末为钴、镍、铜的任何一种或者多种金属粉末的混合物。本发明本发明的方法制备成本比较低，所需原料容易购买获得，操作工序简单，制备烧成温度较低，得到的吸波材料具有优良的电磁波吸收性能。本发明主要应用于建筑材料的防辐射保护，微波加热器件、电子仪器、设备的电磁屏蔽等，降低电磁波辐射污染，还可以应用在军事上的隐身技术，信息与通讯技术保密、微波暗室等领域。
文档编号C09K3/00GK102516934SQ20111035237
公开日2012年6月27日 申请日期2011年11月9日 优先权日2011年11月9日
发明者孙春晓, 朱玉梅, 李志宏, 李秀华, 武卫杰, 陈阔 申请人:天津大学