[发明专利]高性能电磁屏蔽NdB6

说明书

本发明涉及电磁屏蔽陶瓷技术领域，具体涉及一种高性能电磁屏蔽NdB₆/SiO₂复相陶瓷材料及其制备方法。所述的高性能电磁屏蔽NdB₆/SiO₂复相陶瓷材料的制备方法，先以三氧化二钕和碳化硼为原料，通过高温硼碳热还原反应合成六硼化铌粉末，再以六硼化钕粉末和二氧化硅为原料，经过混合、干燥，经高温热压烧结，制得高性能电磁屏蔽NdB₆/SiO₂复相陶瓷材料。本发明的高性能电磁屏蔽NdB₆/SiO₂复相陶瓷材料，既具有低密度、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、导电、导热等综合性能，又具有优异的电磁屏蔽性能，应用范围广；本发明还提供其制备方法，原料成本低、工艺过程简单、设备要求低，适合大规模生产。

技术领域

本发明涉及电磁屏蔽陶瓷技术领域，具体涉及一种高性能电磁屏蔽NdB₆/SiO₂复相陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

随着电子通讯和远程控制设备在民用和军事领域的广泛应用，日益加剧电磁干扰不仅对人类的生存环境和人体健康产生影响，还可能影响电磁信号的传输及电子设备的正常工作。为了解决这个问题，必须采用电磁屏蔽材料通过有效吸收/或反射对电磁辐射进行屏蔽，防止电磁的泄露和干扰。传统的电磁屏蔽材料主要是金属材料，由于它们同时具有高磁导率和高介电常数，从而具有优异的电磁屏蔽效能。然而，由于金属材料比重大、耐磨性差和耐腐蚀性差等缺点，限制了它们在电磁屏蔽领域中的广泛应用。此外，金属材料的电磁屏蔽主要是靠反射机制实现的，存在电磁波二次污染的可能性。因此，需要发明不仅具有高电导率实现反射屏蔽还能够通过吸收电磁波实现屏蔽的新型材料，同时要求这类新型材料具有低密度、良好的力学、热学性能和抗腐蚀性能。

为了获得性能良好的电磁屏蔽效果，目前已开发了各种电磁屏蔽材料。文献1(Colloids Surf.A.571(2019)110–124)报道了Ni基电磁屏蔽涂层材料的制备及性能，文献2(Carbon 45 (2007)821–827)报道了碳基复合材料的电磁屏蔽性能，文献3(Adv.Mater.26(2014)5480–5487) 报道了纳米碳管增强树脂电磁屏蔽材料的制备和性能，文献4(Compos.Sci.Technol.159(2018) 240–250)报道了用铁氧体基电磁屏蔽材料的制备和性能，文献5(ACS Nano 14(2020) 5008–5016)报道了用二维迈克烯(MXene)作为电磁屏蔽材料的制备方法，文献6(J.Electron. Mater.25(1996)930–934)报道了用金属镍丝增强树脂复合材料作为电磁屏蔽材料的制备方法和性能。然而，上述材料存在高温或腐蚀环境中稳定性差，加工制备工艺复杂，原料成本高等缺点，因此，需要设计和寻找新的低密度、耐高温、抗氧化、耐腐蚀、导电、导热的新型电磁屏蔽材料。

六硼化钕(NdB₆)陶瓷具有高熔点、低密度、抗氧化、耐腐蚀、导电、导热和反铁磁性等优异的综合性能，是非常具有潜力的电磁屏蔽材料。文献7(Handbook of AdvancedCeramics and Composites,Springer,Cham,2019,pp.1-36)报道指出，由于六硼化钕(NdB₆)的自扩散系数低，需要采用高温、高压的方法制备六硼化铌(NdB₆)陶瓷。纯的六硼化钕(NdB₆)陶瓷需要用高温热压烧结或放电等离子烧结等方法制备，制备温度高、成本高，并且电磁屏蔽性能不理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高性能电磁屏蔽NdB₆/SiO₂复相陶瓷材料，既具有低密度、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、导电、导热等综合性能，又具有优异的电磁屏蔽性能，应用范围广；本发明还提供其制备方法，其原料成本低、工艺过程简单、设备要求低，适合大规模生产。