[发明专利]一种稀土铁基吸波材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于吸波材料领域，特别涉及一种具有纳米结构的电磁波吸收的复合材料及制备方法。

背景技术

随着科学技术的进步和信息产业的高速发展，计算机、手机、传真机、电话机和网络等设备(系统)已广泛应用于信息的产生、传输、接收、存储等处理过程。这类设备在工作时离不开电磁波的作用。电磁波的广泛应用带来了日益严重的电磁干扰(EMI)，一种减少电磁干扰有效的方法就是采用微波吸收材料，把不需要的或有害的电磁能转化为热能。金属软磁材料具有极高的饱和磁化强度和Snoeck极限，在各种无线通信系统中低频段微波(1-5GHz)范围内其复数磁导率仍能保持较高值，可用来制备薄层吸波材料。同时现有研究表明，具有纳米晶结构的金属软磁材料，其起始磁导率、电阻率得到大幅提升，有利于材料的微波磁导率的提高和介电常数的降低，可提高材料的吸波性能。但金属软磁材料具有高的传导系数和在电磁波中容易因涡流损失而导致软磁性能降低，不利于吸波性能的提高。传统的制备方法是将其破碎成很细的颗粒，并用绝缘材料包敷，但受粉末的粒度、形态，以及包覆层厚度和均匀性等的影响，其难以满足高性能的要求。

稀土--铁基合金因其优异磁性能作为永磁材料已经得到了广泛的应用，但是其作为电磁波吸收材料国内外目前鲜有这方面的报道。人们对稀土-铁基永磁材料的研究过程中，发现稀土-铁基合金在一定温度下能够吸氢并发生分解(歧化)反应，生成一种纳米晶稀土氢化物和纳米晶α-Fe结构。该结构中纳米晶α-Fe具有优良的软磁性能，而纳米晶稀土氢化物电阻率低(3*10^-7Ωm)，如能提高稀土化合物相的电阻性能而不显著改变产物的结构和α-Fe相的软磁性能，即可获得具有理想结构的性能优异的吸波材料。鉴于上述情况，我们将这种具有纳米结构的稀土-铁合金(R-Fe，R代表稀土元素)的歧化产物在低温下进行氮化或氧化或氮化加氧化处理，使RHx转变为稀土的氧化物、氮化物或氮氧化物以提高的该相的电阻率，从而获得了一种具有纳米结构的介电损耗型吸波材料稀土氧化物或稀土氮化物和电磁损耗型吸波材料α-Fe相复合而成电磁波吸收材料，其具有优异的电磁波吸收性能和广泛的用途，因而是一种很有发展潜力的新型吸波材料。

发明内容

本发明针对现有吸波材料存在的不足，提供一种新型的纳米晶复合吸波材料及其制备方法，这种材料具有吸波性能好，屏蔽波段宽，耐腐蚀，抗氧化以及成本相对低廉的特点。

本发明的技术方案是：

1、稀土、铁及添加元素等按照一定的配比熔炼成铸锭或通过熔体快淬技术制备成薄带(片)，再将上述方法制备的稀土-铁合金在0-700℃的温度范围内与氢气反应(氢爆方法)将其破碎成细小粉末或将稀土-铁合金球磨成细小粉末，再将该粉末在100℃-1000℃温度范围内与氢气反应生成主相为稀土氢化物(RHx)和α-Fe的复合材料。

2、将上述复合材料在低温氧化或氮化或氮化加氧化，制备出稀土氧化物、氮化物或氮氧化物/α-Fe的复合材料。

上述吸波材料化学组成为：

稀土元素含量           2％～98％

铁含量                 2％～98％

其它掺杂元素含量低于   10％

本发明由于采用稀土金属和铁作为原料，并通过掺杂，得到的吸波材料具有吸波性能好，屏蔽波段宽，耐腐蚀，抗氧化以及成本相对低廉的特点，总之，本发明可用于建筑电磁屏蔽、信息及通讯技术保密、军事上的隐身技术、精密仪器仪表等领域。

附图说明

附图1为实施例1所得的吸波曲线。

附图2为实施例2所得的吸波曲线。

附图3为实施例3所得的吸波曲线。

附图4为实施例4所得的吸波曲线。

附图5为实施例5所得的吸波曲线。

具体实施方式

实施例1：