[发明专利]一种钕掺杂的镨锰氧化物吸波粉体材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钕掺杂的镨锰氧化物吸波粉体材料及其制备方法，化学式为Pr_1‑xNd_xMnO₃的单相材料，其制备方法为：按照一定比例将六水合硝酸镨、六水合硝酸钕、硝酸锰混合，然后再加入一水合柠檬酸、蒸馏水溶解，再用氨水调节pH，之后经过水浴加热、干燥、高温煅烧。制备的钕掺杂的镨锰氧化物吸波粉体材料在2～18GHz微波波段内有较好的微波吸收特性，吸收率高、吸收频带宽；其工艺采用“溶胶+干燥+煅烧+研磨”的流程，成本低廉；所制备的产品可与橡胶或涂料结合，制成各种吸波涂层，使其广泛应用于电磁屏蔽与吸收和隐身领域。

【技术领域】

本发明涉及一种钕掺杂的镨锰氧化物吸波粉体材料及其制备方法，属于吸波材料技术领域。

【背景技术】

随着社会与科技的快速发展，无线通信和电子器件在2-18GHz范围内的广泛应用产生了大量的电磁辐射，其中电磁辐射主要影响人体的中枢神经系统，大量的电磁辐射也会造成自然环境的破坏；大功率的高频的仪器设备，在运转过程中形成大量电磁辐射将会对周边的仪器设备造成电磁干扰。这些都说明电磁干扰的出现将威胁着人类的健康。因此，如何有效地抑制电磁波干扰实现电磁防护备受相关工作者的关注，解决该问题的关键因素是找到相应的吸波材料，因而吸波材料成为了科研工作者的研究热点和重点。

自平面六角铁氧体被发现以来，铁氧体作为传统的磁性吸波材料有其固有的缺点，例：饱和磁化强度不高，受到Snoek极限的限制，在高频范围内很难提高其复磁导率的值。另外，稀土元素由于4f壳层不满，具有磁矩，4f壳层“深埋”在原子中，在很大程度上不受传导电子和邻近点阵的影响和过渡元素特殊的电子结构和奇特的电磁性质，研究稀土-过渡金属氧化物及其掺杂体系的微波电磁响应也有重要的理论和实用价值，但关于这方面研究的报道很少。

镨锰氧化物(PrMnO₃)材料具有钙钛矿结构，因其优异的电磁性能而受到广泛关注，轻稀土Nd呈双重六角晶格或超六角晶格，晶体对称性低，具有很高的磁晶各向异性。金属氧化物的自然共振峰与材料的磁晶各向异性场的强度成正比，将一定量的稀土元素Nd掺杂到镨锰氧化物中，将其以合适的比例进行配比，可在一定程度上改善材料电磁参数，有利于开发出具有良好吸波性能的新型吸波粉体，且具有较好的频宽效果。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种2～18GHz微波波段内具有吸收能力强，吸波频带宽，吸波频率范围广的钕掺杂的镨锰氧化物吸波粉体材料及其制备方法。

实现本方案的目的及技术方案是：

一种钕掺杂的镨锰氧化物吸波粉体材料，其化学式为Pr_1-xNd_xMnO₃的单相材料，镨锰氧化物中部分Pr³⁺被Nd³⁺取代，其制备方法包括如下步骤：

(1)按照原子比例为n(Pr)_1-x:n(Nd)_x:n(Mn)，其中0≤X≤0.4，将六水合硝酸镨、六水合硝酸钕、硝酸锰混合，然后加入一水合柠檬酸，控制硝酸根离子与一水合柠檬酸的摩尔比，所述的硝酸根离子与一水合柠檬酸的摩尔比为：1≤n(C₆H₈O₇·H₂O):n(NO₃^-)≤1.2，再加入蒸馏水，并进行搅拌直到溶质完全溶解得到混合液；

(2)在上述混合液中加入氨水，调节pH值为6～7之间，再水浴加热使溶剂挥发至溶液浓度为0.04～0.06mol/L，得到Pr_1-xNd_xMnO₃溶胶前驱体；

(3)将得到的溶胶前驱体进行干燥，得到蓬松的干凝胶；

(4)将干凝胶置于马弗炉中进行高温煅烧。