一種添加金屬粉末的泡沫玻璃基微波吸收材料的製作方法
2023-05-11 23:18:11
專利名稱：一種添加金屬粉末的泡沫玻璃基微波吸收材料的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種吸收電磁波的材料及其製備方法，具體地說，涉及一種基於泡沫玻璃的複合電磁波吸波材料及其製備方法。
背景技術：
隨著電子工業高速發展，廣播電視與無線電通信發射臺，高壓變電站，工業、科技、 醫療高頻設備，個人無線電通信設備及一些家用電器等得到廣泛應用，極大的方便了人們的生活，但是這些儀器、設備在工作過程中產生日益嚴重的電磁輻射汙染。電磁輻射汙染對人們的健康、儀器正常使用產生很大危害，電磁波吸收材料可吸收、衰減各種儀器、設備產生的電磁波，有效避免電磁輻射產生的危害。因此，電磁波吸收材料有著廣泛的應用前景和市場。目前，具有質量輕，厚度薄，吸收頻帶寬、吸收能力強等特點的吸波材料是吸波材料發展方向。泡沫玻璃是一種內部含有很多連通或封閉微小氣孔的無機材料，具有輕質、防腐、 防蟲、易摻雜和改性等特點。由於具有上述優點，泡沫玻璃廣泛應用於地鐵、圖書館、寫字樓、歌劇院、影院等各種需要隔音、隔熱設備的場所。隨著電磁輻射汙染日益嚴重以及人們對電磁輻射危害認識的深入和自我需要保護意識的增強，具有電磁波吸收功能的泡沫玻璃將得到人們越來越廣泛的認可和青睞。因此，泡沫玻璃基複合電磁波吸收材料具有寬廣的應用前景和市場。中國發明專利申請「泡沫玻璃型雷達波吸收材料」(申請號為 00109462. 9，申請日為2000年6月沈日，
公開日為2001年3月7日)採用碎玻璃為原料，利用碳化矽、石墨、導電炭黑、鐵氧體的混合物進行摻雜，按照普通生產工藝進行生產得到泡沫玻璃吸波材料，該材料在2-lSGHz頻率範圍內，反射衰減量為8-25dB。中國發明專利申請 「一種基於泡沫玻璃的複合型雷達吸波材料及其製備方法」(申請號為201010259819. 1，申請日為2010年8月23日，
公開日為2011年3月16日)根據穩定可靠的配方，使用工業化學純料為硼矽酸鹽泡沫玻璃原料，另外添加鋅粉、二氧化錳，採用粉末熔融法製備而成，泡沫玻璃樣品中含有損耗電磁波物質鋅粉和氧化鋅，泡沫玻璃樣品厚度為2. 2mm，在8-13GHZ 頻率範圍內，反射衰減量為7-12dB。到目前為止，加入到泡沫玻璃中的電磁損耗物質僅限於碳化矽、石墨、導電炭黑、鐵氧體、鋅粉以及氧化鋅，尚未見到有關加入到泡沫玻璃的其他電磁波損耗物質的專利或者文獻相關報導。
發明內容
本發明的目的是，拓寬泡沫玻璃中電磁損耗物質的種類和選擇範圍，有利於電磁波吸收泡沫玻璃的應用推廣，向泡沫玻璃中加入損耗電磁波物質鈷、鎳、銅等金屬粉末，提供一種以泡沫玻璃為基材的複合電磁波損耗物質的吸波材料。本發明通過如下技術方案予以實現。一種添加金屬粉末的泡沫玻璃基微波吸收材料，其原料組分及其質量百分比含量為58 62%的二氧化矽，3 6%的三氧化二鋁，3 6%的氫氧化鉀，13 16%的氫氧化鈉，14 20%的硼酸，0. 5 3%的石墨；在此基礎上外加5 35%的金屬粉末，所述金屬粉末為鈷、鎳、銅的任何一種或者多種金屬粉末的混合物。本發明的製備方法如下(1)按原料組分及其質量百分比含量為58 62%的二氧化矽，3 6%的三氧化二鋁，3 6%的氫氧化鉀，13 16%的氫氧化鈉，14 20%的硼酸，0. 5 3%的石墨進行配料；然後外加5 35%的金屬粉末，所述金屬粉末為鈷、鎳、銅的任何一種或者多種金屬粉末的混合物；(2)將步驟(1)的原料採用溼磨或者幹磨的方法混合均勻並磨細，得到待燒物料；(3)將步驟( 的待燒物料按照下述工藝燒成先升溫至380 450°C並保溫20 40分鐘，然後升溫至700 800°C並保溫20 40分鐘，再降溫至600 650°C並退火20 40分鐘，最後自然冷卻至室溫，即製得基於泡沫玻璃的微波吸收材料；所述步驟(3)的燒成工藝為，先升溫至400°C並保溫30分鐘，然後升溫至750°C並保溫30分鐘，再降溫至600°C並退火30分鐘，最後自然冷卻至室溫。所述步驟(3)的燒成工藝為，升溫至380 450°C的升溫速率為3°C /min，升溫至 700 800°C的升溫速率為5°C /min,降溫至600 650°C的降溫速率為3°C /min。本發明與現有技術相比較的有益效果是，本發明技術方案的獨到之處在泡沫玻璃中加入鈷、鎳、銅等金屬粉末來損耗電磁波，拓寬了泡沫玻璃中電磁損耗物質的種類和選擇範圍，有利於電磁波吸收泡沫玻璃的應用推廣。本發明的方法製備成本比較低，所需原料容易購買獲得，操作工序簡單，製備燒成溫度較低，得到的吸波材料具有優良的電磁波吸收性能，適用於建築材料的防輻射保護，微波加熱器件、電子儀器、設備的電磁屏蔽等，降低電磁波輻射汙染，還可以應用在軍事上的隱身技術，信息與通訊技術保密、微波暗室等領域。
圖1為實施例1所得到的吸波曲線；圖2為實施例2所得到的吸波曲線；圖3為實施例3所得到的吸波曲線；圖4為實施例5所得到的吸波曲線。
具體實施例方式下面結合具體實施例進一步說明本發明的技術方案。表1為實施例1-9的配方表。表 權利要求
1.一種添加金屬粉末的泡沫玻璃基微波吸收材料，其原料組分及其質量百分比含量為 58 62 %的二氧化矽，3 6 %的三氧化二鋁，3 6 %的氫氧化鉀，13 16 %的氫氧化鈉， 14 20%的硼酸，0. 5 3%的石墨；在此基礎上外加5 35%的金屬粉末，所述金屬粉末為鈷、鎳、銅的任何一種或者多種金屬粉末的混合物。
2.權利要求1的添加金屬粉末的泡沫玻璃基微波吸收材料的製備方法，具有如下步驟(1)按原料組分及其質量百分比含量為58 62%的二氧化矽，3 6%的三氧化二鋁， 3 6%的氫氧化鉀，13 16%的氫氧化鈉，14 20%的硼酸，0. 5 3%的石墨進行配料； 然後外加5 35%的金屬粉末，所述金屬粉末為鈷、鎳、銅的任何一種或者多種金屬粉末的混合物；(2)將步驟(1)的原料採用溼磨或者幹磨的方法混合均勻並磨細，得到待燒物料；(3)將步驟O)的待燒物料按照下述工藝燒成先升溫至380 450°C並保溫20 40 分鐘，然後升溫至700 800°C並保溫20 40分鐘，再降溫至600 650°C並退火20 40 分鐘，最後自然冷卻至室溫，即製得基於泡沫玻璃的微波吸收材料。
3.根據權利要求2的泡沫玻璃基微波吸收材料的製備方法，其特徵在於，所述步驟(3) 的燒成工藝為，先升溫至400°C並保溫30分鐘，然後升溫至750°C並保溫30分鐘，再降溫至 600°C並退火30分鐘，最後自然冷卻至室溫。
4.根據權利要求2的泡沫玻璃基微波吸收材料的製備方法，其特徵在於，所述步驟(3) 的燒成工藝為，升溫至380 450°C的升溫速率為3°C /min，升溫至700 800°C的升溫速率為5°C /min,降溫至600 650°C的降溫速率為3°C /min。
全文摘要
本發明公開了一種添加金屬粉末的泡沫玻璃基微波吸收材料，其原料組分及其質量百分比含量為58～62％的二氧化矽，3～6％的三氧化二鋁，3～6％的氫氧化鉀，13～16％的氫氧化鈉，14～20％的硼酸，0.5～3％的石墨；在此基礎上外加5～35％的金屬粉末，所述金屬粉末為鈷、鎳、銅的任何一種或者多種金屬粉末的混合物。本發明本發明的方法製備成本比較低，所需原料容易購買獲得，操作工序簡單，製備燒成溫度較低，得到的吸波材料具有優良的電磁波吸收性能。本發明主要應用於建築材料的防輻射保護，微波加熱器件、電子儀器、設備的電磁屏蔽等，降低電磁波輻射汙染，還可以應用在軍事上的隱身技術，信息與通訊技術保密、微波暗室等領域。
文檔編號C09K3/00GK102516934SQ20111035237
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月9日 優先權日2011年11月9日
發明者孫春曉, 朱玉梅, 李志宏, 李秀華, 武衛傑, 陳闊 申請人:天津大學