一種添加Pr的Fe-Ni基合金吸波材料的製作方法
2023-06-11 00:36:51 2
本發明涉及一種合金吸波微粉材料，特別涉及一種添加Pr的金屬合金吸波材料及其製備方法。
背景技術：
隨著現代雷達和微波電子技術迅猛發展，使吸波材料在國防和民用領域得到廣泛應用。特別是，由於移動通訊和電子設備在日常生活中使用越來越廣泛，例如應用在人體安全防護、微波暗室消除設備、通訊及導航系統的電磁幹擾、安全信息保密、改善整機性能、提高信噪比、電磁兼容，以及波導或同軸吸收元件等許多方面。使得努力研製在1-18 GHz頻段內具有吸波性能好，厚度較薄，吸波頻帶寬，成本低廉的吸波材料已經成為各國材料研究的熱點之一。
吸波材料是指能將表面的電磁波最大限度地轉變成其它形式的能量，以耗散、衰減或吸收電磁波能量，從而達到減少或消除電磁波反射目的的一類功能材料。優良吸波材料要求具有強吸收，寬頻等。傳統的吸波材料主要有鐵氧體型和磁性金屬（合金）微粉等。由於鐵氧體在1-18GHz 頻段下飽和磁化強度低,微波磁導率較小,吸波能力差，而且匹配厚度較厚（釐米級），因此鐵氧體材料在該頻段的應用受到很大的局限。而片狀軟磁金屬微粉由於居裡溫度高，溫度穩定性好，且片狀軟磁金屬微粉由於處於表面的原子數越來越多，高濃度晶界和晶界原子的特殊結構導致材料在電磁場的輻射下，原子、電子運動加劇，促使磁化，使電磁能轉化為熱能，從而增加了對電磁波的吸收，作為電磁波吸收劑具有很好的應用前景。
目前軟磁合金微粉主要有Fe、Co、Ni及其合金微粉等。由於Fe基合金軟磁吸波材料吸波性能好，而且Fe的資源比較豐富，往Fe基添加Ni製備的Fe-Ni基合金能大大提高合金的吸波性能。稀土元素因其特異的物理和化學性能，特別是特異的電、光、磁和催化性能而被譽為新材料的寶庫，稀土特異的電、磁性能對吸波材料的吸波性能進行調節。由於R2Fe17合金化合物能夠突破Snoke極限限制而常常被人們開發為隱形材料，但是該吸波材料吸波頻帶較窄，而通過摻入其它的吸收介質，會產生部分的累積效果，其吸收頻帶也明顯增加，對展寬材料的有效吸收帶寬是非常有利的。本發明以Pr、Fe、Ni為原料，製備出一種Pr2Fe xNi17-x合金吸波材料。
技術實現要素：
本發明提供一種以Pr、Fe、Ni為原料的合金吸波材料，該合金吸波材料的製備方法包括如下步驟：
⑴ 以Pr、Fe、Ni為原料按一定原子配比配料混合；
⑵ 將混合的原料在真空電弧爐中進行熔煉，使其熔煉成成分均勻的合金錠；
⑶ 將合金錠放入石英玻璃管中進行真空密封；
⑷ 把裝有合金錠的玻璃管放入高溫爐中，進行均勻化處理；
⑸ 均勻化處理後進行淬火；
⑹ 淬火後取出合金錠在研磨罐中進行機械粉碎；
⑺ 收集粉碎的粉末，將粉末倒入球磨罐中，在酒精充滿球磨罐內的保護下，用行星式球磨機進行球磨處理；
⑻球磨結束後把合金微粉取出晾乾，即可得一種合金吸波微粉材料。
優先地，在步驟⑴中，原料Pr、Fe、Ni的原子配比為Pr2Fe xNi17-x（2≤X≤15）。
優先地，在步驟⑷中，均勻化處理溫度控制在600-700℃，時間為7-10天。
優先地，在步驟⑺中，行星式球磨機速度控制200-300r/min運行，球磨時間為60-70小時。
具體實施方式
實施例一：
取適量Pr、Fe、Ni單質，按Pr2Fe2Ni15原子配比配料10g原料並將其混合，將混合的原料用真空電弧爐進行熔煉，使其熔煉成成分均勻的合金錠，將合金錠取出放入石英玻璃管中，將玻璃管內抽成真空，並將管口密封，密封后投入水中，觀察是否有氣泡冒出，沒有氣泡表明密封性良好，再把裝有合金錠的玻璃管放入高溫爐中，進行均勻化處理，溫度設置為600℃，條件下進行均勻化退火處理，退火處理10天後將玻璃管投入到冰水混合物進行淬火，待冷卻取出合金錠，將合金錠用研磨罐進行機械粉碎，收集粉碎的粉末，將粉末倒入球磨罐中，在酒精充滿球磨罐內的保護下，用行星式球磨機進行球磨處理，球磨速度控制為300r/min，球磨60小時後，把合金微粉取出晾乾，即可得一種合金吸波微粉。
實施例二：
取適量Pr、Fe、Ni單質，按Pr2Fe10Ni5原子配比配料10g原料並將其混合，將混合的原料用真空電弧爐進行熔煉，使其熔煉成成分均勻的合金錠，將合金錠取出放入石英玻璃管中，將玻璃管內抽成真空，並將管口密封，密封后投入水中，觀察是否有氣泡冒出，沒有氣泡表明密封性良好，再把裝有合金錠的玻璃管放入高溫爐中，進行均勻化處理，溫度設置為650℃，條件下進行均勻化退火處理，退火處理8天後將玻璃管投入到冰水混合物進行淬火，待冷卻取出合金錠，將合金錠用研磨罐進行機械粉碎，收集粉碎的粉末，將粉末倒入球磨罐中，在酒精充滿球磨罐內的保護下，用行星式球磨機進行球磨處理，球磨速度控制為250r/min，球磨65小時後，把合金微粉取出晾乾，即可得一種合金吸波微粉。
實施例三：
取適量Pr、Fe、Ni單質，按Pr2Fe15Ni2原子配比配料10g原料並將其混合，將混合的原料用真空電弧爐進行熔煉，使其熔煉成成分均勻的合金錠，將合金錠取出放入石英玻璃管中，將玻璃管內抽成真空，並將管口密封，密封后投入水中，觀察是否有氣泡冒出，沒有氣泡表明密封性良好，再把裝有合金錠的玻璃管放入高溫爐中，進行均勻化處理，溫度設置為700℃，條件下進行均勻化退火處理，退火處理7天後將玻璃管投入到冰水混合物進行淬火，待冷卻取出合金錠，將合金錠用研磨罐進行機械粉碎，收集粉碎的粉末，將粉末倒入球磨罐中，在酒精充滿球磨罐內的保護下，用行星式球磨機進行球磨處理，球磨速度控制為200r/min，球磨70小時後，把合金微粉取出晾乾，即可得一種合金吸波微粉。