一種添加稀土合金吸波材料的製作方法
2024-04-01 19:14:05
本發明涉及一種合金吸波微粉材料，特別涉及一種添加稀土Dy的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。
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，稀土原子核外電子層中4f 殼層不滿,具有磁矩, 4f 殼層「深埋」在原子中,在很大程度上不受傳導電子和鄰近點陣的影響，稀土原子或離子的磁矩大小不僅與原子或離子的gI 因子有關, 還與原子總角動量J 有關, 這些獨特的性質使稀土磁性材料在許多領域產生突破性進展, 如稀土永磁、巨磁致伸縮材料、龐磁電阻材料、磁光和磁製冷材料等，稀土特異性也必將影響電波吸收材料的吸收機制, 如複數磁導率和自然共振頻率等，因此稀土及其化合物的添加已經成為改善吸波材料特性的有效途徑。研究發現將一定量的稀土元素摻雜到鐵基中後，能顯著地改善鐵基合金的吸波性能。本發明通過選取一定含量的稀土元素添加到Fe–Ni基合金中，製備出一種性能優異的吸波合金微粉。
技術實現要素：
一種添加稀土合金吸波材料，該合金吸波材料的製備方法包括如下步驟：
⑴ 以Dy、Fe、Ni為原料按一定原子配比配料；
⑵ 將所配的原料用真空電弧爐中進行熔煉，使其熔煉成合金錠；
⑶ 將合金錠用石英玻璃管中進行真空密封；
⑷ 將密封的合金進行均勻化處理；
⑸ 均勻化處理一段時間後，進行淬火；
⑹ 淬火後取出合金錠進行機械粉碎；
⑺ 收集粉碎的粉末，將粉末倒入球磨罐中；
⑻ 用酒精倒滿球磨罐，蓋好罐蓋，放入球磨機進行球磨處理；
⑼ 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Dy、Fe、Ni的原子配比為Dy2Fe xNi17-x（2≤X≤15）。
優先地，在步驟⑷中，均勻化處理溫度控制在500-700℃，時間為4-6天。
優先地，在步驟⑻中，球磨時間為50-70小時。
優先地，在步驟⑼中，合金微粉放入鐵質表面上自然晾乾，防止自燃。
具體實施方式
實施例一：
取適量Dy、Fe、Ni單質，按Dy2Fe2Ni15原子配比配料5g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500℃，條件下進行均勻化退火處理，退火處理6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50小時後，把合金微粉取出放入面狀鐵質材料的表面，通過自然晾乾，即可得一種合金吸波微粉。
實施例二：
取適量Dy、Fe、Ni單質，按Dy2Fe10Ni7原子配比配料5g原料並混合，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5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60小時後，把合金微粉取出放入面狀鐵質材料的表面，通過自然晾乾，即可得一種合金吸波微粉。
實施例三：
取適量Dy、Fe、Ni單質，按Dy2Fe15Ni2原子配比配料10g原料並混合，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4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70小時後，把合金微粉取出放入面狀鐵質材料的表面，通過自然晾乾，即可得一種合金吸波微粉。