[发明专利]不锈钢纤维表面铁镍合金磁性层的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于磁性合金材料制备领域，具体涉及在不锈钢纤维上铁镍合金磁性层的制备方法。

背景技术

电磁屏蔽的原理是利用导体材料对电磁能流的反射和引导作用，在导体材料内部产生与源电磁场相反的电流和磁极化，从而减弱源电磁场的辐射效果。电子技术的高速发展给生活带来了许多便利，但其产生的电磁污染不仅会影响周围电子产品的电磁兼容性，而且对人体及其他生物的生殖系统、免疫系统和神经系统等都有严重的危害，已经成为继空气污染、水污染、噪音污染之后的第四大污染源。因此对电磁屏蔽材料制备及性能提升的研究已经刻不容缓。

纤维增强复合材料是目前研究比较热门且很有应用前景的一类电磁屏蔽材料。目前纤维增强屏蔽复合材料所用的纤维主要为碳纤维、金属纤维和金属化纤维等。金属纤维中的不锈钢纤维是最早开发出的屏蔽复合材料用纤维，具有良好的导电性和一定的磁性能，能很好的反射和吸收电磁波，在电磁屏蔽材料应用方面潜力巨大。由于其高电导率，使其在高频段具有很好的屏蔽性能，但由于其磁导率较低，在低频段几乎没有屏蔽性能，大量的研究发现，低频磁场的危害尤为严重：一方面，低频磁场产生的干扰是影响电子电气设备正常工作的重要因素，例如，发动机所产生的低频磁场能使附近计算机的图像、读数及通信设备产生失真；另一方面，低频磁场会使人体的中枢神经系统紊乱、心血管系统失调，对人体健康产生直接的影响。因此，对低频磁场产生的辐射的屏蔽显得尤为重要，所以仅用不锈钢纤维填充的屏蔽复合材料不能有效的屏蔽低频磁场产生的电磁干扰。

铁镍合金（坡莫合金）是一种具有高磁导率和低矫顽力的软磁材料，其填充的复合屏蔽材料在低频段具有一定的屏蔽效果，正好与不锈钢纤维互补。不过，铁镍合金随着频率的升高，其磁导率逐渐减低趋于1，所以在较高频率下屏蔽性能低。

发明内容

本发明为综合利用不锈钢纤维和铁镍合金的屏蔽性能，提供一种不锈钢纤维表面铁镍合金磁性层的制备方法，从而在不锈钢纤维上沉积具有良好软磁性能的铁镍合金磁性层，该方法具有工艺简单、操作方便和镀层磁性可控的特点。不锈钢纤维表面沉积铁镍合金磁性层后，使纤维在导电性和磁性能方面都有明显的改善，综合电磁性能良好，在电磁屏蔽领域具有良好的应用前景。

本发明一种不锈钢纤维表面铁镍合金磁性层的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、不锈钢纤维的前处理：依次用无水乙醇、氢氧化钠和稀硝酸超声清洗；

步骤二、不锈钢纤维的电镀：用铁板和镍板作为阳极、不锈钢纤维作为阴极进行电镀，获得了表面有磁性层的不锈钢纤维；

步骤三、不锈钢纤维电镀后处理：将电镀好的纤维束用去离子水冲洗干净，去离子水冲洗4次，在空气中挂晾11～13h后，置于干燥箱中60℃下干燥2h。

其中，不锈钢纤维表面磁性层中的合金相为FeNi₃。

进一步讲，步骤二中：所用电镀液按照下述组分和浓度组成：硫酸镍130～220g/L，氯化镍25～60g/L，硫酸亚铁20～100g/L，柠檬酸钠15～30g/L，糖精3～5g/L，硼酸30～50g/L，苯亚磺酸钠0.3～0.5g/L；该电镀液按照下述步骤制备：先将硫酸镍和氯化镍搅拌溶解于50～60℃的去离子水中得到溶液A，备用；然后将硫酸亚铁溶解于40℃的另一个烧杯中，将其倒入溶液A中，搅拌混合均匀得到溶液B；再依次向溶液B中加入硼酸、柠檬酸钠和糖精充分搅拌溶解得到溶液C；将苯亚磺酸钠溶解于少量（通常为定容后的溶液总量的十分之一体积）去离子水中后加入上述溶液C中并搅拌均匀，最后定容。

上述电镀的工艺条件是：阴极和阳极之间的距离为7～9cm，镍阳极与铁阳极的面积比为（4～8）：1，电流密度为100mA/dm2～500mA/dm2，电镀时间为10～25min，电镀温度为40℃～60℃，pH值为3～4。