[发明专利]一种轻质电磁复合微波吸收剂及其制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种微波吸收剂，具体涉及一种具有核壳结构的铝粉/Co_0.5Zn_0.5Fe₂O₄铁氧体复合微波吸收剂。

背景技术

    近年来，雷达探测技术的快速发展和电磁污染问题的日益突出，推动了微波吸收剂的研究和开发。根据微波吸收原理，微波吸收剂可分为电损耗型和磁损耗型。电损耗型微波吸收剂主要依靠介质的电子极化、离子极化、分子极化或界面极化衰减吸收电磁波，它又可以分为导电损耗型（如金属粉、炭黑、碳纤维、导电高分子）和介电损耗型（如铁电陶瓷）。磁损耗型微波吸收剂主要利用磁滞损耗、畴壁共振和自然共振等磁损耗机制衰减、吸收电磁波，如铁氧体和羰基铁粉。

目前，大多数的研究都是针对单一微波吸收剂的改性研究。例如，铁氧体微波吸收剂主要通过离子掺杂和改变形貌的方法提高复磁导率，但是还难以克服粉体密度大的缺陷。片状铝粉微波吸收剂虽然质量很轻，但是有效吸波频带却很窄。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种吸波频带宽、密度相对小的微波吸收剂。

为了达到上述目的，本发明提供了一种轻质电磁复合微波吸收剂，该微波吸收剂为核壳结构，以片状铝粉为核，外壳包覆Co_0.5Zn_0.5Fe₂O₄铁氧体；其中片状铝粉的质量百分含量为5%～45%。

本发明还提供上述微波吸收剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）按Co_0.5Zn_0.5Fe₂O₄铁氧体中各金属元素的摩尔量称取分别含有Co、Zn和Fe的金属盐，将各金属盐溶解于水中得到混合金属盐溶液；金属盐为硝酸盐或氯化盐；混合金属盐溶液的质量浓度为3%～15%；

（2）取片状铝粉加入到混合金属盐溶液，搅拌后得到均匀混合的铝粉/金属盐混合溶液；

（3）称取一定量的沉淀剂，将沉淀剂溶解于水中制备沉淀剂溶液；沉淀剂为氢氧化钠或氢氧化钾；沉淀剂与铝粉/金属盐混合溶液中铁的摩尔比为1:17～1:20；沉淀剂的质量浓度为1～5%；

（4）将沉淀剂溶液滴加至铝粉/金属盐混合溶液中，沉化5～12h后，取沉淀；

（5）将步骤（4）中的沉淀进行煅烧热处理，自然冷却后即得所述微波吸收剂。

步骤（2）的搅拌速度为300～600 r/min。步骤（4）中沉淀剂溶液的滴加速度为8～30ml/min。步骤（5）中的煅烧热处理工艺如下：以升温速率2～5℃/min升温到400～500℃，并保温1～4 h；然后以升温速率1～4℃/min升温到700～1000℃，并保温2～5 h。

本发明相比现有技术具有以下优点：本发明结合了片状铝粉和Co_0.5Zn_0.5Fe₂O₄铁氧体的优点，利用片状铝粉有效减低了复合微波吸收剂的比重，面密度仅为1.5kg/m²，具有质轻的特点；利用Co_0.5Zn_0.5Fe₂O₄铁氧体包覆在片状铝粉表面，具备更高的形状因子，更容易突破snoek极限，获得较高的复磁导率。本发明复合微波吸收剂兼具电损耗特性和磁损耗特性，可以通过改变组成配比有效调节微波电磁参数。本发明制备的微波吸收涂层材料，对2～8 GHz频率范围的最大反射损耗达到-17.5 dB，衰减达到-10 dB的有效带宽可达4.3 GHz，可用于手机、家用电器等一些电磁辐射的防护场合。本发明微波吸收剂制备方法简单，操作便捷，适合一定规模和工业化生产。

附图说明

图1为本发明实施例1所制备的微波吸收剂的XRD图；

图2为本发明实施例2所制备的微波吸收剂的FE-SEM图；

图3为本发明实施例3所制备的微波吸收涂层材料的反射损耗图。

具体实施方式

    下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1：