[发明专利]一种高致密度铁氧体-碳纳米管复合块体材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及磁性复合材料技术领域，特别涉及一种高致密度铁氧体-碳纳米管复合块体材料的制备方法。

背景技术

铁氧体是一种双复介质，不但具有一般介质材料的欧姆损耗、极化损耗、离子和电子共振损耗，还具有铁氧体特有的畴壁共振损耗、磁矩自然共振损耗和粒子共振损耗，因此，作为微波吸收材料至今仍是科研技术工作者的研究重点。碳纳米管(CNTs)材料具有优异的轴向拉伸强度、高弹性模量以及高电导率，是一种理想的一维纳米填充材料。将碳纳米管与铁氧体复合形成铁氧体-碳纳米管复合材料，一方面可以降低碳纳米管的介电损耗，从而改善其阻抗匹配，另一方面还可以提高铁氧体的电导率，改善铁氧体的吸波性能。

目前，关于铁氧体-碳纳米管复合粉体材料的合成，已有一些文献和专利报道。例如，Cao HQ等用共沉淀水热法制备了CNTs-Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄粉体，得到室温矫顽力为386Oe，饱和磁化强度为28.82emu/g。申请号为CN200510110183.3的专利申请公开了一种采用共沉淀水热法制备碳纳米管/镍锌铁氧体复合材料的方法；申请号为CN200810202166.6的专利申请公开了一种采用醇热法制备碳纳米管(MWCNTs)/锰锌铁氧体(Mn1-xZnxFe2O4)磁性纳米材料的方法；申请号为CN200910095790.5的专利申请公开了一种利用碳纳米管为载体结合溶胶凝胶技术的钡铁氧体纳米磁性材料的制备方法；申请号为CN200910045809.5的专利申请公开了一种以聚乙二醇做介质的水热合成镍锌铁氧体(Ni_1-xZn_xFe₂O₄)包覆碳纳米管磁性纳米复合材料的方法；申请号为CN200910190133.9的专利申请提供了一种共沉淀水热法制备锰锌铁氧体包覆的碳纳米管磁性材料的方法；申请号为CN201010132411.8的专利申请公开了一种共沉淀水热法制备MWCNTs/Co_1-xZn_xFe₂O₄磁性纳米复合材料的方法；申请号为CN101475367-A的专利申请公开了一种新型溶胶凝胶法制备钡铁氧体复合碳纳米管的方法；公开号为CN101834044A的专利申请公开了一种水热法合成锰锌铁氧体包覆碳纳米管复合材料的制备方法。

因此，目前针对铁氧体-碳纳米管复合材料的研究主要集中在粉体的合成以及粉体性能的研究，而对铁氧体-碳纳米管复合材料的块体制备以及块体性能方面的研究较少。而随着电子计算机及电子通讯等电子信息产业的迅猛发展，电子设备不断朝着小型化、薄型化、高性能化方向发展，因而要求铁氧体复合材料向高性能、新功能方向发展。其中，铁氧体复合材料的烧结致密化程度对其块体材料的饱和磁化强度、矫顽力、磁导率等关键磁性能参数有重要影响。因此，对铁氧体复合块体材料的烧结技术也提出了更高的要求，以提高铁氧体复合材料的烧结致密化程度。但是，目前国内外工业化生产中，铁氧体复合块体材料的烧结基本采用传统的电炉加热烧结方法，主要依靠热传导、热辐射及对流方式，能量由外向内逐步传递而实现整体加热。这种加热烧结方法的烧结致密化程度有待提高，而且由于内外温度梯度较大，导致铁氧体复合块体材料的一致性能较低，容易变形开裂，成品率低。另外，这种烧结方法效率较低、生产周期长、能耗大。

因此，提高铁氧体-碳纳米管复合块体材料的致密化程度，以改善该复合块体材料的饱和磁化强度、矫顽力、磁导率等关键磁性能参数，将对拓宽铁氧体-碳纳米管复合块体材料的应用领域，具有重要的研究价值。

发明内容

本发明是针对上述技术现状，提供一种高效、节能、成本低廉并且易于产业化的铁氧体-碳纳米管复合块体材料的制备方法，利用该制备方法能够得到高致密度、电磁性能优良的铁氧体-碳纳米管复合块体材料。

本发明实现上述技术目的所采用的技术方案为：一种高致密度铁氧体-碳纳米管复合块体材料的制备方法，具体为：按照铁氧体-碳纳米管复合材料的化学式中各元素的化学计量比称取原料，合成铁氧体-碳纳米管复合材料粉体，再经造粒成型得到铁氧体-碳纳米管复合材料胚体，将该胚体装入由透波材料制成的匣钵内，然后将匣钵放入专业微波炉内，在惰性气氛下，通过调整微波功率，控制升温速率，加热升温至烧结温度，最后冷却至室温，得到铁氧体-碳纳米管复合块体材料。

上述技术方案中：