[发明专利]含有非晶纤维的电磁波吸收材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于磁性材料领域，涉及一种含有非晶纤维的电磁波吸收材料及其制备方法。

背景技术

目前，以手机、笔记本电脑和数码摄像机等为代表的新型移动电子产品正在向小型、多功能方向发展，其中采取的关键技术是高频化、数字化和集成化。然而，由此产生的电磁干扰日趋严重而产生了多方面的负面作用。吸收型电磁屏蔽材料的功效在于通过各种损耗机制将入射电磁波转换为热能或其他形式的能量，使得电磁波既不向外部透射，也不向内部反射，是一种有效抑制电磁干扰的方法。常用的电磁波吸收材料通常以铁氧体或非晶粉末作为吸波剂，与聚合物复合制成薄板型或涂层型吸收材料。

铁氧体材料具有铁磁共振吸收和磁导率散射效应，自身电阻率高，是良好的吸波剂，广泛应用于隐身技术领域。由于难以复合成厚度小于1mm的高吸收率薄片型吸波材料，使其在手机、笔记本电脑和便携式数码产品中受到很大限制。

非晶合金粉末具有良好的软磁性能和较高的电阻率，是高频电磁波吸收剂的优选材料。日立金属开发出“ABSORSHIELD K-E”系列电磁波吸收材料，采用单辊快淬方法制备出非晶薄带，再通过机械合金化的方法将薄带粉碎，同时将SiO₂包覆在非晶粉末上，压成片状，制成吸波材料。阿尔卑斯电器株式会社开发出“LIQUALLOY”系列电磁波吸收材料，采用水雾化或气雾化方法制备出非晶合金粉末，再通过高能球磨方法将粉末研磨成厚度1-2微米的扁平状粉末，混入基体材料中制成片状吸波材料。

非晶粉末在片状吸波材料的取向性对于其吸波性能的影响较大，理论上非晶粉末长度方向与材料厚度方向的夹角φ为90度时，材料的吸波性能最好，由于非晶粉末形态以及吸波材料制备工艺的原因，现有的制备技术仅能将夹角控制在80≤φ≤90度之间，限制了吸波性能的进一步提高。为了提高吸收率，其非晶粉末所占的体积比达到或超过50％，造成吸波材料的密度较大。

此外，采用非晶粉末制成的吸波材料的吸波性能随着厚度的减小大幅下降，厚度为0.2mm以下的吸波材料性能较差。上述原因造成采用非晶粉末制备的吸波材料的重量和厚度无法满足现有电子产品向小型化、轻型化方向的发展趋势。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种以非晶纤维作为吸波剂的电磁波吸收材料及其制备方法，通过提高吸波剂的取向性，降低吸波材料的厚度和密度，制备出性能高、厚度薄、质量轻的吸波材料。

具体的，本发明涉及一种电磁波吸收材料，其特征在于，所述电磁波吸收材料包括非晶纤维和基体材料，其中所述非晶纤维作为吸波剂且为短切纤维。

在本发明的一个优选实施方案中，其中所述非晶纤维的长度方向与电磁波吸收材料的厚度方向基本垂直。

在本发明的一个优选实施方案中，其中所述非晶纤维的长度方向与电磁波吸收材料的厚度方向的夹角φ在85≤φ≤90范围内，优选在89≤φ≤90范围内。

在本发明的一个优选实施方案中，其中所述电磁波吸收材料呈片状，其厚度不超过1毫米，优选不超过0.5毫米，更优选不超过0.15毫米。

在本发明的一个优选实施方案中，其中所述非晶纤维是选自玻璃包覆非晶纤维和非晶裸纤维中的至少一种。

在本发明的一个优选实施方案中，其中所述非晶纤维是长度不小于1mm，不大于30mm的纤维。

在本发明的一个优选实施方案中，其中所述基体材料是绝缘材料，优选为选自橡胶、树脂、PC薄膜和胶膜一种或多种。

在本发明的一个优选实施方案中，其中非晶纤维分布于基体材料的表面，或嵌入基体材料当中，或在基体材料的夹层中。

在本发明的一个优选实施方案中，其中所述电磁波吸收材料的密度小于5g/cm³，优选小于3g/cm³，更优选小于1.5g/cm³。

在本发明的一个优选实施方案中，其中所述非晶纤维是淬态的，或者是经过退火处理的。

进一步的，本发明还涉及所述的电磁波吸收材料的制备方法，该方法包括如下步骤：

(1)制备非晶纤维；

(2)通过筛分的方式将非晶纤维排列在基体材料上。

在本发明的一个优选实施方案中，其中采用Taylor纺丝法制备玻璃包覆非晶丝材，并进一步通过切割所述丝材而制备所述非晶纤维。

在本发明的一个优选实施方案中，其中由内圆水纺法或熔体淬取法制备非晶裸丝材，并进一步通过切割所述丝材而制备所述非晶纤维。