[发明专利]一种Cu-Fe原位合金箔材及其制备方法

说明书

一种Cu‑Fe原位合金箔材及其制备方法，该方法通过气雾化制粉获得近球形的Cu‑Fe原位合金粉体，然后采用冷喷涂工艺在基材上喷涂制备Cu‑Fe原位合金涂层，最后去除基材并采用冷轧工艺对Cu‑Fe合金板材进行轧制，获得具有宽频电磁屏蔽效果的Cu‑Fe原位合金箔材。本发明方法制备的Cu‑Fe原位合金箔材同时结合了高导电的铜对高频电磁场的屏蔽效果和铁磁性的铁对低频磁场的屏蔽效果，且铜和铁为在合金中原位结合；采用冷喷涂工艺制备Cu‑Fe原位合金板材具有工艺简单、快速，组织致密、均匀，孔隙率低的优点，通过轧制变形成箔材后，合金中的Fe相形成纤维结构，具有良好的电磁波屏蔽效果。本发明所制备的Cu‑Fe原位合金电磁屏蔽箔材对频率在400MHz‑10GHz范围的电磁波有良好的屏蔽效果。

技术领域

本发明涉及一种Cu-Fe原位合金箔材及其制备方法，属有色合金材料技术领域。

背景技术

随着新一代信息技术发展，电子元器件朝着小型化、集成化的趋势发展。以飞机或船舶为例，狭小的空间集成了大量功能各异的器件，如导航设备，通信设备等等，这些设备安装密集，频谱覆盖范围广，致使舱内空间电磁环境极其复杂，彼此间电磁干扰的可能性极大。金属敷层屏蔽是使电子设备的封装壳体表面附着一层一定厚度的导电层，从而达到屏蔽的目的，属于以反射损耗为主的屏蔽材料，包括金属熔射、化学镀、溅射镀和贴金属箔等方法，以贴金属箔为例，工艺简单易行、粘接强度高、不易部分脱落，而且导电性能良好。但是目前金属箔通常为高导电合金，仅限于屏蔽高频波段的电磁波，对于目前复杂电磁环境下的多频段电磁波干扰效果欠佳。如制备多频段屏蔽复合材料需将不同材质金属箔层压成型，导致制备工艺复杂，成本较高。

铜作为金属良导体具有较高的电导率适合高频电磁场以及静电场的屏蔽，铁作为铁磁材料适用于低频磁场的屏蔽。因此将一定含量的铁与铜制备成的铜铁合金具有宽频电磁波的屏蔽效能。

公开号CN110229972公开了一种铜铁合金材料电磁屏蔽线及其制造方法，制备方法包括以下步骤：配料；熔炼；拉拔，中间反复高温退火；保温；再次多道次拉丝；最后编织获得铜铁合金材料电磁屏蔽线，可有效地屏蔽不同频率波段的电磁波。但采用传统熔铸法制备铁含量大于5 wt.%的铜铁合金，铁在合金中呈现发达的枝晶结构，易形成偏析，严重影响材料性能和加工成材率。

冷喷涂技术是一种基于高速粒子固态沉积的涂层制备方法。以高压气体作为加速介质，基于气体动力学原理与粉末形成超音速气-固两相流，喷涂粉末在固态下碰撞基体，发生剧烈的塑性变形沉积而形成涂层。冷喷涂过程中不发生熔凝过程，粉末几乎不发生氧化、分解和相变，沉积率高，涂层孔隙率低，且涂层内部为压应力，适宜制备厚涂层，甚至可直接喷涂制备板材或块材。

发明内容

本发明的目的是，针对现有电磁屏蔽金属箔材制备工艺复杂、适用面不广，且对宽频电磁波屏蔽效能较低的缺点，本发明提供一种Cu-Fe原位合金箔材及其制备方法，形成一种适应宽频电磁波屏蔽的金属箔材及其制备工艺。

本发明实现的技术方案如下，所述方法通过气雾化制粉获得近球形的Cu-Fe原位合金粉体，然后采用冷喷涂工艺在基材上喷涂制备Cu-Fe原位合金涂层，最后去除基材并采用冷轧工艺对Cu-Fe合金板材进行轧制，获得具有宽频电磁屏蔽效果的Cu-Fe原位合金箔材。

所述Cu-Fe原位合金涂层厚度为2~3mm。

所述Cu-Fe原位合金电磁屏蔽箔材厚度为0.05-0.1mm。

所述具有宽频电磁屏蔽效果的Cu-Fe原位合金箔材，对电磁频率范围400MHz~10GHz的电磁波有良好的屏蔽效果。

一种Cu-Fe原位合金箔材及其制备方法，具体步骤如下：

（1）配料：按化学成分要求，将符合配方质量百分比的电解铜、纯铁混合得到配料，或铜铁中间合金与电解铜或纯铁混合得到配料。