[发明专利]一种具有改善沥青混凝土路面微波吸收性能的Si3

说明书

本发明公开了一种具有改善沥青混凝土路面微波吸收性能的Si₃N₄/Fe复合粉末的制备方法包括以下步骤：(1)对Si₃N₄粉体和Fe₂O₃粉体混合进行表面预处理；(2)将表面预处理后的Si₃N₄和Fe₂O₃的混合材料放入管式炉中，在还原气氛中进行热分解反应，得到Si₃N₄/Fe复合粉末。本发明通过在Si₃N₄中引入磁性材料Fe，使Si₃N₄/Fe材料同时具备介电损耗和磁损耗，使Si₃N₄/Fe的阻抗可以与空气匹配，达到阻抗匹配的效果，从而使Si₃N₄/Fe粉末具有二元损耗性能，从而使其具有良好的微波吸收性能，该复合粉末作为微波增强剂应用到沥青混凝土中，制备出的沥青混凝土具有较强的微波吸收性能。

技术领域

本发明属于路面工程材料技术领域，尤其涉及一种具有改善沥青混凝土路面微波吸收性能的Si₃N₄/Fe复合粉末的制备方法及应用。

背景技术

随着世界范围内道路里程的不断增加，路面建设的重点已经从新的路面建设转向路面的维护和修复。微波加热作为一种高效率且无污染的加热方式，已经被众多学者所研究。但沥青混凝土的微波吸收性能较差，因此研究者尝试在沥青混凝土中掺加微波增强材料，以此来提高沥青混凝土的微波加热性能。

目前微波增强材料主要选用损耗机制单一的材料，例如具有介电损耗性能的碳化硅、氧化铝，具有电损耗性能的炭黑、石墨、碳纤维，具有磁损耗性能的磁性介质、磁性纤维等。然而此类材料吸波能力会受到频率的限制，且磁性粉或磁性砂等磁性介质由于具有较强的磁性，添加到沥青混凝土中虽然会提高其微波吸收性能，但长期使用会产生锈蚀，且抗水损害性能差，耐久性较差，对路面的耐久性能影响很大。同时将微波吸收剂作为外加剂的方法添加到沥青混凝土中常常会出现微波吸收剂在沥青混凝土中分布不均匀、掺加量少的情况，无法实现高效的微波加热性能。有学者将磁铁矿作为微波吸收骨料添加到沥青混凝土中增强沥青混凝土的微波吸收性能，但是磁铁矿的产区较为集中，运输费用较为昂贵，制约了其广泛应用。另外刘子铭等学者对碳纤维改性沥青混合料的微波愈合性能进行了研究，结果显示碳纤维改性后的沥青混合料具有良好的微波加热性能，但纤维类材料在路面中难以均匀分布，会导致纤维之间彼此搭接成为导体，对微波表现为反射而不是吸收作用。另外石墨作为一种优良的微波吸收剂，虽然微波加热下微波吸收能力强，但在外界温度过高、日照强烈时，石墨混凝土作为良导体，自身易吸热升温，导致混凝土内部温度过高，易产生车辙等病害。

由此可见，现有的微波增强材料掺加到沥青混凝土中基本都会存在一定的缺陷，因此寻找一种新的微波吸收剂，在保证微波吸收剂用量少且不影响沥青混凝土路用性能的情况下仍然可以达到高效率的微波吸收以及均匀的微波加热至关重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种具有改善沥青混凝土路面微波吸收性能的Si₃N₄/Fe复合粉末及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种具有改善沥青混凝土路面微波吸收性能的Si₃N₄/Fe复合粉末的制备方法，包括以下步骤：

(1)对Si₃N₄粉体和Fe₂O₃粉体混合进行表面预处理；