一种铁酸铋基复合吸波材料及其制备方法

本发明涉及陶瓷基吸波材料，尤其涉及一种铁酸铋基复合吸波材料及其制备方法。

背景技术：

1、随着现代科技的发展，电磁波被广泛应用在无线通信、数据传输、卫星发射以及雷达隐身等技术领域中，但电磁波产生的污染和干扰也愈加严重，因此电磁屏蔽和吸收是当今社会需要解决的问题。随着对吸波材料的研究，其中铁酸铋基材料具备优异的介电性能和多铁性这一特点，使得材料拥有优异的介电损耗，同时铁酸铋作为铁电材料其自身的介电弛豫使得其材料内部可以进行多重反射吸收，种种原因使铁酸铋基材料成为吸波材料的候选者之一，但由于单一铁酸铋基材料铁磁性较弱，本身的阻抗匹配性能很差，进而导致单一铁酸铋基陶瓷材料吸收性能不强，吸收带宽窄等问题。

2、为了解决上述问题，向铁酸铋基吸波材料中引入高导电材料这一理念被提出，而传统的高导电材料以碳纤维、多壁碳纳米管、石墨烯等碳纳米材料为主，但高昂的价格和复杂的制备工艺限制其被大规模使用，同时多数的碳材料都不具备耐高温性能。因此，研究一种铁酸铋基复合吸波材料及其制备方法，具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种铁酸铋基复合吸波材料及其制备方法，以解决现有技术中铁酸铋基吸波材料阻抗匹配很差、吸收性能不佳的问题。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种铁酸铋基复合吸波材料的制备方法，包括如下步骤：

4、(1)将镧盐、锶盐和锰盐溶解于混合溶剂中，所得混合液中加入乙酰丙酮，得到镧锶锰氧溶胶；

5、(2)将镧锶锰氧溶胶顺次进行干燥、预烧结、压制成型、煅烧、研磨，得到镧锶锰氧粒子；

6、(3)将铁盐和铋盐溶解于乙二醇甲醚中，所得混合液中加入乙酸和乙醇胺，得到铁酸铋溶胶；

7、(4)将镧锶锰氧粒子分散于铁酸铋溶胶中，之后顺次进行干燥、预烧结、压制成型、煅烧，得到铁酸铋基复合吸波材料。

8、作为优选，所述步骤(1)中，混合溶剂由乙酸、水和乳酸制成；所述乙酸、水和乳酸的体积比为50～60：10～20：1～3。

9、作为优选，所述步骤(1)中，混合液中镧离子、锶离子和锰离子的总浓度为0.4～0.6mol/l；所述混合液中镧离子、锶离子和锰离子的摩尔比为0.5～0.8:0.2～0.4:1；所述混合液中锰离子和乙酰丙酮的摩尔体积比为0.01～0.02mol：10～15ml。

10、作为优选，所述步骤(2)中，预烧结的温度为400～600℃，时间为1～3h；所述压制成型的压力为2～6mpa，保压时间为10～30min；所述煅烧的温度为1100～1300℃，时间为1～4h。

11、作为优选，所述步骤(3)中，铁盐中铁离子和铋盐中铋离子的摩尔比为0.8～1.2:1；所述铁盐中铁离子和乙酸的摩尔体积比为0.003～0.008mol:3～7ml；所述混合液中铁离子和铋离子的总浓度为0.4～0.8mol/l。

12、作为优选，所述步骤(3)中，铁酸铋溶胶的浓度为0.2～0.5mol/l。

13、作为优选，所述步骤(4)中，预烧结的温度为400～600℃，时间为1～3h；所述压制成型的压力为2～6mpa，保压时间为10～30min；所述煅烧的温度为750～900℃，时间为1～6h。

14、本发明提供一种上述所述制备方法制得的铁酸铋基复合吸波材料，所述铁酸铋基复合吸波材料的铁酸铋陶瓷基体中嵌入镧锶锰氧粒子。

15、作为优选，所述镧锶锰氧粒子的粒径为3～5μm；所述镧锶锰氧粒子的质量占铁酸铋基复合吸波材料质量的5～15％。

16、作为优选，所述铁酸铋基复合吸波材料的厚度为1～2mm。

17、本发明的有益效果：

18、(1)本发明采用溶胶凝胶法和干压法制备铁酸铋基复合吸波材料，制备工艺简单，所得铁酸铋基复合吸波材料耐高温性能优异，原料成本低廉，用途范围广泛。

19、(2)本发明在铁酸铋陶瓷基体中嵌入烧结成相的镧锶锰氧粒子高导电材料，在铁酸铋陶瓷基体内部形成特殊的耐高温骨架和三维导电网络结构，使铁酸铋基复合吸波材料内部同时具有不同损耗机制的协同作用、丰富的异质界面以及镧锶锰氧粒子形成的导电通道的综合作用，从而显著提高了铁酸铋基陶瓷材料的吸收性能。

技术特征：

1.一种铁酸铋基复合吸波材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，混合溶剂由乙酸、水和乳酸制成；所述乙酸、水和乳酸的体积比为50～60：10～20：1～3。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，混合液中镧离子、锶离子和锰离子的总浓度为0.4～0.6mol/l；所述混合液中镧离子、锶离子和锰离子的摩尔比为0.5～0.8:0.2～0.4:1；所述混合液中锰离子和乙酰丙酮的摩尔体积比为0.01～0.02mol：10～15ml。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，预烧结的温度为400～600℃，时间为1～3h；所述压制成型的压力为2～6mpa，保压时间为10～30min；所述煅烧的温度为1100～1300℃，时间为1～4h。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，铁盐中铁离子和铋盐中铋离子的摩尔比为0.8～1.2:1；所述铁盐中铁离子和乙酸的摩尔体积比为0.003～0.008mol:3～7ml；所述混合液中铁离子和铋离子的总浓度为0.4～0.8mol/l。

6.根据权利要求2或3或5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，铁酸铋溶胶的浓度为0.2～0.5mol/l。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，预烧结的温度为400～600℃，时间为1～3h；所述压制成型的压力为2～6mpa，保压时间为10～30min；所述煅烧的温度为750～900℃，时间为1～6h。

8.权利要求1～7任意一项所述的制备方法制得的铁酸铋基复合吸波材料，其特征在于，所述铁酸铋基复合吸波材料的铁酸铋陶瓷基体中嵌入镧锶锰氧粒子。

9.根据权利要求8所述的铁酸铋基复合吸波材料，其特征在于，所述镧锶锰氧粒子的粒径为3～5μm；所述镧锶锰氧粒子的质量占铁酸铋基复合吸波材料质量的5～15％。

10.根据权利要求9所述的铁酸铋基复合吸波材料，其特征在于，所述铁酸铋基复合吸波材料的厚度为1～2mm。

技术总结
本发明提供了一种铁酸铋基复合吸波材料及其制备方法，属于陶瓷基吸波材料技术领域。本发明利用溶胶凝胶法制备镧锶锰氧溶胶，再将镧锶锰氧溶胶顺次进行干燥、预烧结、压制成型、煅烧、研磨，得到镧锶锰氧粒子；最后将镧锶锰氧粒子分散于溶胶凝胶法所制备的铁酸铋胶体中，通过干燥、预烧结、压制、煅烧，得到铁酸铋基复合吸波材料。本发明通过向铁酸铋陶瓷基体中嵌入烧结成相的镧锶锰氧粒子高导电材料，在铁酸铋陶瓷基体内部形成特殊的耐高温骨架和三维导电网络结构，使铁酸铋基复合吸波材料内部同时具有不同损耗机制的协同作用、丰富的异质界面以及镧锶锰氧粒子形成的导电通道的综合作用，显著提高了铁酸铋基陶瓷材料的吸收性能。

技术研发人员：孙宁宁,何成龙,李雍,张利文
受保护的技术使用者：内蒙古科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/7/15