[发明专利]一种添加Tb的Fe-Ni基合金吸波微粉及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种合金吸波微粉材料，特别涉及一种添加Tb的合金吸波微粉及其制备方法。

背景技术

随着现代雷达和微波电子技术迅猛发展，使吸波材料在国防和民用领域得到广泛应用。特别是，由于移动通讯和电子设备在日常生活中使用越来越广泛，例如应用在人体安全防护、微波暗室消除设备、通讯及导航系统的电磁干扰、安全信息保密、改善整机性能、提高信噪比、电磁兼容，以及波导或同轴吸收元件等许多方面。使得努力研制在1-18 GHz频段内具有吸波性能好，厚度较薄，吸波频带宽，成本低廉的吸波材料已经成为各国材料研究的热点之一。

吸波材料是指能将表面的电磁波最大限度地转变成其它形式的能量，以耗散、衰减或吸收电磁波能量，从而达到减少或消除电磁波反射目的的一类功能材料。优良吸波材料要求具有强吸收，宽频等。传统的吸波材料主要有铁氧体型和磁性金属（合金）微粉等。由于铁氧体在1-18GHz 频段下饱和磁化强度低,微波磁导率较小,吸波能力差，而且匹配厚度较厚（厘米级），因此铁氧体材料在该频段的应用受到很大的局限。而片状软磁金属微粉由于居里温度高，温度稳定性好，且片状软磁金属微粉由于处于表面的原子数越来越多，高浓度晶界和晶界原子的特殊结构导致材料在电磁场的辐射下，原子、电子运动加剧，促使磁化，使电磁能转化为热能，从而增加了对电磁波的吸收，作为电磁波吸收剂具有很好的应用前景，目前软磁合金微粉主要有Fe、Co、Ni及其合金微粉等。

稀土元素因其特异的物理和化学性能，特别是特异的电、光、磁和催化性能而被誉为新材料的宝库，稀土原子核外电子层中4f 壳层不满,具有磁矩, 4f 壳层“深埋”在原子中,在很大程度上不受传导电子和邻近点阵的影响，稀土原子或离子的磁矩大小不仅与原子或离子的gI 因子有关, 还与原子总角动量J 有关, 这些独特的性质使稀土磁性材料在许多领域产生突破性进展, 如稀土永磁、巨磁致伸缩材料、庞磁电阻材料、磁光和磁制冷材料等，稀土特异性也必将影响电波吸收材料的吸收机制, 如复数磁导率和自然共振频率等，因此稀土及其化合物的添加已经成为改善吸波材料特性的有效途径。研究发现将一定量的稀土元素掺杂到铁基中后，能显著地改善铁基合金的吸波性能。本发明通过选取一定含量的稀土元素添加到Fe–Ni基合金中，制备出一种性能优异的吸波合金微粉。

发明内容

一种添加Tb的Fe-Ni基合金吸波微粉，该吸波微粉的制备工艺包括如下步骤：

⑴ 以Tb、Fe、Ni为原料按一定原子配比配料；

⑵ 将所配的原料用真空电弧炉中进行熔炼，使其熔炼成合金锭；

⑶ 将合金锭用石英玻璃管中进行真空密封；

⑷ 将密封的合金进行均匀化处理；

⑸ 均匀化处理一段时间后，进行淬火；

⑹ 淬火后取出合金锭进行机械粉碎；

⑺ 收集粉碎的粉末，将粉末倒入球磨罐中；

⑻ 用酒精倒满球磨罐，盖好罐盖，放入球磨机进行球磨处理；

⑼ 球磨结束后把合金微粉取出晾干，即可得一种合金吸波微粉材料。

优先地，在步骤⑴中，原料Tb、Fe、Ni的原子配比为Tb₂Fe _xNi_17-x（2≤X≤15）。

优先地，在步骤⑷中，均匀化处理温度控制在600-700℃，时间为4-6天。

优先地，在步骤⑻中，球磨时间为60-70小时。

优先地，在步骤⑼中，合金微粉放入铁质表面上自然晾干，防止自燃。

具体实施方式

实施例一：

取适量Tb、Fe、Ni单质，按Tb₂Fe₂Ni₁₅原子配比配料5g并将其混合，将混合的原料用真空电弧炉进行熔炼，使其熔炼成成分均匀的合金锭，将合金锭取出放入石英玻璃管中，将玻璃管内抽成真空，并将管口密封，密封后投入水中，观察是否有气泡冒出，没有气泡表明密封性良好，再把装有合金锭的玻璃管放入高温炉中，进行均匀化处理，温度设置为600℃，条件下进行均匀化退火处理，退火处理6天后将玻璃管投入到冰水混合物进行淬火，待冷却取出合金锭，将合金锭用研磨罐进行机械粉碎，收集粉碎的粉末，将粉末倒入球磨罐中，在酒精充满球磨罐内的保护下，用行星式球磨机进行球磨处理，球磨60小时后，把合金微粉取出放入面状铁质材料的表面，通过自然晾干，即可得一种合金吸波微粉。

实施例二：