[发明专利]一种树脂强化的铁氧体固废基宽频带电磁波吸收体的制备方法

说明书

本发明公开了一种树脂强化的铁氧体固废基宽频带电磁波吸收体的制备方法，首先通过洗涤、分散、过滤、磁性分离等步骤提纯软磁铁氧体固废，然后对提纯的铁氧体固废晶粒进行修饰改性，随后将其与树脂复合制备获得力学性能与吸波性能俱佳的电磁波吸收体。本发明从固废循环利用的角度，通过树脂在铁氧体固废晶界上的复合和强化，并引入界面偶极增强介电损耗，从而平衡固废品类带来的性能差异，改善界面阻抗匹配和宽频带电磁波吸收性能，同时增强电磁波吸收体的力学性能和热力学稳定性。

技术领域

本发明涉及一种宽频带电磁波吸收体的制备方法，具体地说是一种树脂强化的铁氧体固废基宽频带电磁波吸收体的制备方法，属于电磁功能材料技术领域。

背景技术

电磁屏蔽与电磁吸收在民用和军用领域均占有举足轻重的地位。“工业4.0”背景下的电子信息技术飞速发展和智能物联产品的爆发式增长，正迅速的改变人类的日常生活方式，却也带来了严重的电磁辐射和电磁干扰(EMI)问题。复杂国际环境下的军事雷达对抗和电磁隐身技术，也逐渐成为提升国家安全和国际地位的核心技术之一。电磁波吸收材料及吸收体被认为是可以解决以上问题关键，也已经成为相关研究和产品的核心，并将在微波暗室、无线充电、智能家庭、超级公路等前沿应用领域占有重要份额。然而对于目前巨大的市场需求，以铁氧体为代表的电磁波吸收材料仍存在密度大、热稳定性弱、力学性能差、吸收频带窄、生产成本高、粉尘污染等诸多问题，极大地限制了电磁波吸收体及相关产品的应用和普及。

近年来，软磁铁氧体磁芯等部件在电子电气、计算机、移动通讯、新能源、照明等行业的应用日益广泛，并继续在无线充电、大数据、电动汽车、5G等新兴产业中飞速成长，已经成为电子产业的基石。我国的软磁铁氧体产量已占全球的80％，2018年已经达到23.92万吨，并继续逐年增长。然而，在铁氧体材料及器件的生产过程中，磨削加工过程不可避免的会产生大量的铁氧体固废，固废量往往可达产品总量的5～20％，且回收价值很低，处理费用偏高，存在对环境的较大污染。针对铁氧体固废循环利用的相关技术可以概括为三类：(1)直接粉碎作为原料进行使用；(2)按不同配比加入新料混合使用；(3)通过元素掺杂中和成分差异。前两者仍依赖于固废的成分单一性，而后者则随混合固废的类别不同而异。上述方法存在晶粒尺寸差异、杂质、成分偏析等因素，以及由此引起的力学性能差和性能不稳定问题，难以达到主流磁芯产品的要求，但这些因素却不影响甚至有益于固废在电磁波吸收方面的性能。因此，开发一种将软磁铁氧体固废循环利用制备性能稳定的电磁波吸收体的方法将极大的降低制造成本，同时兼具巨大的环保意义。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，旨在提供一种树脂强化的铁氧体固废基宽频带电磁波吸收体的制备方法。本发明从固废循环利用的角度，通过树脂在铁氧体固废晶界的修饰和改性，利用界面偶极增强介电损耗，平衡固废品类带来的性能差异，改善界面阻抗匹配和电磁波吸收性能，同时增强电磁波吸收体的力学性能和热力学稳定性。

本发明所使用的原料为软磁铁氧体固体废料，来源于锰锌铁氧体、镍锌铁氧体等软磁材料及器件生产过程中所产生的磨削固废，或其废磁芯等块体的粉碎固废，成分可广泛涵盖磁芯、磁瓦、贴片等生产中产生的功率料、高导料、吸波料、混合料等多种固废。

本发明提供一种树脂强化的铁氧体固废基宽频带电磁波吸收体的制备方法，首先通过洗涤、分散、过滤、磁性分离等一系列步骤提纯软磁铁氧体固废，然后利用偶联剂对铁氧体晶粒界面进行修饰和改性，随后将其与树脂复合成型及热处理，获得力学性能与吸波性能俱佳的电磁波吸收体。具体包括如下步骤：

步骤1：软磁铁氧体固废的提纯

1a、取软磁铁氧体固废与水充分混合并搅拌分散，而后过筛将一些较大的金属碎屑、金刚砂等杂质颗粒过滤出去，然后对所得混合液体施加磁场，将有磁性的软磁铁氧体颗粒从非磁性杂质的水溶液中分离出来；

1b、将分离出来的软磁铁氧体重复1a步骤1–6次，随后干燥、研磨，得到提纯的软磁铁氧体粉体；

步骤2：软磁铁氧体颗粒的均匀化