[发明专利]一种增强软磁/硬磁复合铁氧体吸波性能的方法

说明书

本发明涉及吸波材料制备领域，公开了一种增强软磁/硬磁复合铁氧体吸波性能的方法，吸波材料软磁相为镍锌尖晶石铁氧体NiZn，硬磁相为M型六角钡铁氧体BaFesubgt;12/subgt;Osubgt;19/subgt;，通过固相反应法分别形成NiZn铁氧体和BaFesubgt;12/subgt;Osubgt;19/subgt;铁氧体，将两种铁氧体均匀混合后，按照一定的质量比复合制成软/硬磁复合铁氧体样品。本发明通过改变煅烧温度分别调控软磁和硬磁铁氧体的晶粒尺寸，协调优化获得特定软/硬磁晶粒大小组合，使得复合铁氧体具有更多软/硬磁相界面，增强复合铁氧体的软/硬磁相交换耦合效应，进一步拓宽磁损耗范围，显著提升电磁波吸收带宽和最大反射损耗。本发明所得软/硬磁复合铁氧体反射损耗在10.25GHz处为‑55.03dB，有效吸收带宽为4.7GHz。

技术领域

本发明涉及吸波材料制备领域，具体涉及一种增强软磁/硬磁复合铁氧体吸波性能的方法。

背景技术

随着各种商业和工业无线通信技术的快速发展，电磁辐射和电磁干扰问题日益突出，严重影响了自然环境、人类健康和电子电器系统的正常工作。因此研制具有宽吸收带宽和高反射损耗的高性能电磁吸波材料已经迫在眉睫。

在现有的各种吸波材料中，铁氧体作为一种磁性吸波介质，由于其对电磁波的吸收既有介电特性方面的极化效应又有磁损耗效应，被广泛应用于商业和国防领域。其中，尖晶石型铁氧体具有高磁导率和低矫顽力，适合开发具有极高磁损耗的吸波材料。然而，尖晶石型铁氧体对电磁波的吸收仅限于相对较低的频率，因为其自然共振频率一般在兆赫兹范围内。相比之下，M型六角铁氧体由于具有自然共振频率高、矫顽力大、电阻率高等优点，更适合作为高频吸波材料。因此，尖晶石型铁氧体和M型六角铁氧体的结合为制备宽带吸波材料提供了一种有效的途径。此外，软/硬磁铁氧体之间的交换耦合作用可以进一步增强复合材料的电磁吸收。近年来，一系列采用软/硬铁氧体复合材料的电磁吸波材料不断被提出，然而反射损耗和有效吸收带宽仍然是限制其广泛应用的瓶颈。探索有效的途径来提高软/硬铁氧体复合材料的吸收带宽和最大反射损耗是非常必要的。

铁氧体的电磁吸波性能取决于其磁性能和介电性能，而磁性能和介电性能则与材料的微观结构特性(晶粒尺寸、密度、界面等)密切相关。特别地，铁氧体的晶粒尺寸对磁性能和介电性能具有关键性的调控作用。然而，在电磁吸收应用方面，到目前为止，很少有研究关注晶粒尺寸对软/硬铁氧体复合材料的微波吸收性能的影响。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种增强软磁/硬磁复合铁氧体吸波性能的方法，通过固相反应法分别形成镍锌铁氧体NiZn和BaFe₁₂O₁₉铁氧体，在后续将两种铁氧体均匀混合后，按照一定的质量比复合制成软/硬磁复合铁氧体样品，通过改变煅烧温度分别调控软磁和硬磁铁氧体的晶粒尺寸，协调优化获得特定软/硬磁晶粒大小组合，使得复合铁氧体具有更多软/硬磁相界面，增强复合铁氧体的软/硬磁相交换耦合效应，从而进一步拓宽磁损耗范围，显著提升电磁波吸收带宽和最大反射损耗，解决了上述背景技术中提到的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种增强软磁/硬磁复合铁氧体吸波性能的方法，在制备以软磁相为钴掺杂镍锌铁氧体NiZn，硬磁相为M型六角钡铁氧体BaFe₁₂O₁₉的复合铁氧体吸波材料中，通过改变NiZn铁氧体和BaFe₁₂O₁₉铁氧体的煅烧烧结温度来分别调控软磁和硬磁铁氧体的晶粒尺寸，得到特定软/硬磁晶粒大小组合，使得复合铁氧体具有更多软/硬磁相界面，增强复合铁氧体的软/硬磁相交换耦合效应。

优选的，所述通过改变NiZn铁氧体和BaFe₁₂O₁₉铁氧体的煅烧烧结温度来调控软/硬磁铁氧体的晶粒尺寸具体包括：