[发明专利]一种La-Ce二元掺杂钡铁氧体吸波材料及制备方法

说明书

本发明涉及一种低微波吸收材料，尤其涉及一种La‑Ce二元掺杂钡铁氧体吸波材料及制备方法，该吸波材料为将La³⁺、Ce³⁺掺杂进入钡铁氧体晶格制得的材料，化学式为：BaLa_0.5‑xCe_xFe_11.5O₁₉，其中0≤X≤0.5。制备方法如下：1）将原料进行混合，以柠檬酸溶液为络合剂，生成溶胶；2）将制备好的溶胶用氨水调节至pH值,恒温搅拌、干燥形成干凝胶；3）将干凝胶通过自蔓延燃烧得到前躯体；4）将前躯体煅烧冷却至室温得到镧铈掺杂钡铁氧体；研磨后即为镧铈掺杂钡铁氧体吸波材料。本发明利用溶胶‑凝胶自蔓延法以柠檬酸为络合剂将钡铁氧体中的Fe³⁺用La³⁺、Ce³⁺部分取代得到镧铈掺杂的钡铁氧体，只需调节La³⁺、Ce³⁺掺杂量就可以改变钡铁氧体饱和磁化强度、矫顽力，调控钡铁氧体的静磁性能。

技术领域

本发明涉及一种低微波吸收材料，尤其涉及一种La-Ce二元掺杂钡铁氧体吸波材料及制备方法。

背景技术

随着信息技术的迅速发展，尤其是通讯设备、通信卫星、大功率雷达等新型多波段电子设备的迅猛发展，高性能吸波材料应运而生。为了保障人身健康、电子医疗设备安全、国防安全，需要用效地消除有害电磁波，对吸波材料的吸收能力、吸收带宽提出了更高地要求。除此之外，具有低密度和较薄匹配厚度的吸波材料将会有更广泛的应用，例如航空航天、汽车、小型电子设备领域。由此可见，吸波材料在军用和民用上都有重要的研究意义。

磁铅石型钡铁氧体是硬磁铁氧体，具有典型的P63/mmc空间结构。它有高的饱和磁化强度、高矫顽力、高磁晶各向异性和化学稳定性及抗腐蚀性等特点。钡铁氧体不仅用于永磁材料、高密度垂直磁记录介质等，近年来在吸波和电磁屏蔽领域也获得了广泛的应用。

不同静磁性能的钡铁氧体的吸波性能有所不同，通过调控钡铁氧体的静磁性能可以改变钡铁氧体的吸波性能。目前，离子掺杂是调控钡铁氧体磁性能的主要方法。通过离子掺杂取代铁氧体中的金属离子，可以调控铁氧体的电磁参数及静磁性能，从而对其性能进行改善，扩大应用范围。掺杂离子包括金属离子、稀土离子。但目前针对镧、铈双稀土掺杂钡铁氧体降低微波反射的研究却鲜有报道。

钡铁氧体的发展历史可以追溯到上世纪30年代，1938年Ade Iskold成功的合成了六角晶系的M型钡铁氧体。发展至今，已经有多种方法去合成钡铁氧体，如化学共沉淀法、水热法、微乳液法、溶胶-凝胶法、熔盐法等，每种方法都存在技术的优点及缺点。为了弥补单一方法的缺陷，可以采用两种技术的结合，实现优势互补，例如共沉淀法与熔盐法结合，降低了制备纳米钡铁氧体的温度需求，避免了共沉淀法在高温下生成更多的杂质。但目前存在的制备方法普遍存在着能耗高，污染环境，且产品纯度低，产量不理想，无法大规模实现工业化生产等缺陷。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种制备成本低、制备过程简单，而且纯度高、分散性好的La-Ce二元掺杂钡铁氧体吸波材料的制备方法。

本发明的基本思路是：BaFe₁₂O₁₉作为单一的微波吸收剂，具有密度大、介电损耗低等不足，制约了其实际应用。稀土或过度金属离子取代可以改善BaFe₁₂O₁₉的电磁参数，进而改善吸波性能。

实现本发明目的的技术方案是：一种La-Ce二元掺杂钡铁氧体吸波材料，所述La-Ce二元掺杂钡铁氧体吸波材料为将La³⁺、Ce³⁺掺杂进入钡铁氧体晶格制得的材料，化学式为：BaLa_0.5-xCe_xFe_11.5O₁₉，其中0≤X≤0.5。