[发明专利]一种薄型低频吸波材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于雷达、电子对抗、电子器件、电路等方面的薄型微波吸收材料及制备技术，属于电磁兼容技术领域。

背景技术

吸收型的电磁屏蔽材料，在电子设备的电磁兼容方面有着独特的用途，其不仅可以防止电磁波的泄露，也不反射电磁波，从而对设备本身的元器件不产生干扰。这类材料通常采用高分子树脂和吸收剂混合的形式，涂覆或粘贴于电磁波泄露的位置。目前能作为微波吸收剂的材料种类繁多，如各种铁氧体粉、羰基铁粉(CIP)、FeCo合金粉末、多晶铁纤维、金属超细粉等。Fe族金属及合金粉末是目前国内外研究应用较广泛的微波吸收剂。这种树脂/磁性粉末制备的吸波材料，1毫米厚在8-18GHz频段内最高可以实现-20dB以上的吸波效果，并在雷达波隐身、电子设备的电磁兼容获得了应用。但对于低频段(1-4GHz)而言，由于材料的磁导率及磁损耗偏低，在厚度薄时吸波性能较差。

高性能的微波吸收材料要求材料的磁导率和磁损耗高，铁氧体材料由于斯诺克定律的限制，其在1-4GHz时磁导率的值较低(小于2)。铁磁金属吸收剂(包括铁粉、铁钴合金粉末、铁氮化物等)具有较高的饱和磁化强度高，其在微波段的本征磁导率高(1-4GHz理论计算值为20左右)，但由于其为良导体，必须弥散分布于绝缘介质之中，整体呈现绝缘特性，才能具有吸波作用。由于介质相得加入，使复合材料的磁导率显著降低。从理论上来讲，磁性金属相的加入量越多越有利于磁导率的增加，但是，当金属相的添加量超过某一数值(渗流阈值)后，所制备的金属-介质复合材料就会成为导体，与大块金属样品的反射相类似，强烈的反射微波辐射，不能作为微波吸收材料使用。复合材料的渗流阈值是与原材料及制备工艺密切相关的，金属粉的体积分数、形态、分布状态对磁导率与介电常数的影响很大，金属相与介质相分布越均匀，金属-介质复合材料的渗流阈值越高。

如对于环氧树脂/磁性金属粉体系，采用常规的混合方法，复合材料的渗流阈值难以超过45％，当金属粉的添加比例大于这一比例后，金属粉颗粒容易聚集在一起形成导电网络而使复合材料整体呈导电特性。由于金属粉末添加比例的限制，使复合材料的磁导率偏低(在1GHz时小于5)。

提高磁性金属粉末的本征磁导率和增加其填充量是提高复合材料在磁导率的关键，从而实现在厚度较薄的情况下高的微波吸收率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种贴片式微波吸收材料，此材料在1-4GHz具有较高的磁导率和磁损耗，1.1～2mm厚的材料在1-4GHz频段范围内最高有-16dB的微波吸收性能。

针对这一目的，本发明所采取的技术方案如下：

一种低频吸波材料，该低频吸波材料是由60vol.％-75vol.％的FeCo合金粉和25vol.％-40vol.％的酚醛树脂(PF)2123(酚醛树脂的牌号)粉末混合后，热压成型而制成，其中，FeCo合金粉的平均粒度为0.25μm～0.35μm，并在该FeCo合金粉上包覆厚度为25nm～35nm的氧化铝层。

本发明所使用的酚醛树脂粉末，牌号为2123，酚醛树脂(PF)粉末的平均粒度为1微米以下，可以通过市场上的PF粉末进一步球磨制备。

其中，FeCo合金粉的Fe和Co的摩尔比为55～75∶25～45，Fe和Co的摩尔比优选为65∶35。

本发明所使用的Fe_55～75Co_25～45合金(优选为Fe₆₅Co₃₅合金)的比饱和磁化强度高达240A·m²/kg，在微波段的本征磁导率较高，本发明通过对Fe_55～75Co_25～45合金(优选为Fe₆₅Co₃₅合金)亚微米级的粉末进行表面包覆处理，并通过与酚醛树脂粉末混合后热压的方法，提高其在绝缘介质中的填充比例，以实现高的微波磁导率，进而实现在1-4GHz薄层高吸收率。

本发明的低频吸波材料的形状为片式(也称贴片式)，其厚度为1.1～2mm厚度，优选为1.2mm。

一种制备低频吸波材料的方法，该方法包括下述步骤：

(1)、制备平均粒度为0.25μm～0.35μm的FeCo合金粉；

(2)、用化学法在FeCo合金粉上包覆氧化铝粉体，在该FeCo合金粉上包覆的氧化铝层厚度为25nm～35nm；