一种FeSiAl片状吸波材料及其制备方法与流程

一种fesial片状吸波材料及其制备方法
技术领域
[0001]
本发明涉及电磁屏蔽吸波材料技术领域，更具体的是涉及一种fesial片状吸波材料及其制备方法。


背景技术：

[0002]
吸波材料是指能吸收投射到它表面的电磁波能量，并通过材料的介质损耗使电磁波能量转化为热能或其他形式的能量，一般由基体材料或粘接剂与吸收介质、即吸收剂复合而成。理想的吸波材料应当具有吸收频带宽、质量轻、厚度薄、物理机械性能好、使用简便等特点，其化学成分及结构应能使电磁波在其内的波长不因入射的频率变化而变化。
[0003]
目前研究与应用比较多的有铁氧体吸波材料、金属微粉吸波材料、纳米级吸波材料、多晶铁纤维吸波材料等，这些种类的吸波材料除广泛应用于军事装备隐身化外，还用于抗电磁干扰中。
[0004]
fe-si-al合金粉是一种磁性金属材料，作为吸波材料，具有十分广泛的应用，相对其他吸波材料在(～4ghz的低频段具有高磁导率高介电常数等特点，软磁性能优异，它能突破铁氧体材料的性能限制，是低频段的理想吸波剂。
[0005]
目前，最适合吸波粉产业化的工艺是高能球磨法，通过球磨介质的剪切和挤压作用可以将球磨物料研磨成径厚比极高的片状结构，而具有片状结构的磁性吸波材料可以突破snoke限制，提高材料的磁导率，提高电磁屏蔽效果。
[0006]
目前吸波膜的制备过程复杂，材料成本高昂，因此，如何将片状结构的吸波材料进一步加工制成吸波膜，备受关注。


技术实现要素：

[0007]
本发明的目的在于：为了解决现有电磁屏蔽吸波材料存在的磁导率低、电磁屏蔽能力弱、价格昂贵、制备过程复杂的问题，本发明提供一种fesial片状吸波材料及其制备方法。
[0008]
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
[0009]
一种fesial片状吸波材料，fesial片状吸波材料由质量比为10：0.45～0.85的fesial吸波粉和胶体制成，fesial吸波粉中fe、si、al三者的质量分数为fe9.4％～10.0％、si5.5％～6.1％、al余量。
[0010]
进一步的，fesial片状吸波材料由质量比为10：0.65的fesial吸波粉和胶体制成。
[0011]
进一步的，fesial吸波粉中fe、si、al三者的质量分数为fe9.7％、si5.8％、al84.5％。
[0012]
进一步的，胶体为水性聚氨酯、三元乙丙橡胶、聚乙烯醇、环氧树脂、pvb中的任意一种或者多种组合。
[0013]
本发明的又一发明目的在于提供上述一种fesial片状吸波材料的制备方法，包括如下步骤：
[0014]
步骤一、fesial合金粉末制备：将所述质量分数的fe、si、al单质经熔炼、离心甩带、球磨处理后，得到粒径为100μm～200μm的fesial合金粉末；
[0015]
步骤二、fesial片状粉制备：步骤一中得到的fesial合金粉末在高能球磨机中湿法球磨60min～120min，得到厚度为0.5μm～1.0μm的鱼鳞状fesial片状粉；
[0016]
步骤三、fesial吸波粉制备：步骤二中得到的fesial片状粉先在温度为100℃～150℃的条件下烘干2小时～3小时，然后在惰性气体保护的条件下，升温至温度为700℃～900℃、并在温度为700℃～900℃的条件下保温2小时，最后冷却至室温，得到fesial吸波粉；
[0017]
步骤四、fesial片状吸波材料制备：在步骤三中得到的fesial吸波粉中加入所述胶体，以500转/min～700转/min的转速率搅拌混合15min～20min后，经流延成膜、干燥、热压后得到所述厚度为100μm～200μm的吸波膜，即fesial片状吸波材料。
[0018]
进一步的，步骤二中，高能球磨机的球磨速率为800转/min～1200转/min。
[0019]
进一步的，步骤三中，升温速率为3.0℃/min～6.0℃/min。
[0020]
进一步的，步骤三中，冷却速率为1.0℃/min～2.0℃/min。
[0021]
进一步的，步骤四中，干燥具体为：在温度为88℃～92℃的条件下，干燥110min～130min。
[0022]
进一步的，步骤四中，热压具体为：在温度为100℃～150℃的条件下，保压55s～65s。
[0023]
本发明的有益效果如下：
[0024]
本发明中采用的fesial片状粉具有较高的介电常数和初始磁导率，并且在低频段具有较好的吸波效果，制备的fesial片状吸波材料片薄、在高频下磁导率高，电磁屏蔽能力强，能满足电子产品对电磁屏蔽吸波材料的性能要求。
附图说明
[0025]
图1是本发明fesial吸波粉示意图。
具体实施方式
[0026]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，
[0027]
实施例1
[0028]
一种fesial片状吸波材料
[0029]
fesial片状吸波材料由质量比为10：0.45的fesial吸波粉和胶体制成，fesial吸波粉中fe、si、al三者的质量分数为fe9.4％、si6.1％、al84.5％；其中，胶体为水性聚氨酯。
[0030]
制备步骤如下：
[0031]
步骤一、fesial合金粉末制备：将所述质量分数的fe、si、al单质经熔炼、离心甩带、球磨处理后，得到粒径为100μm的fesial合金粉末；
[0032]
步骤二、fesial片状粉末制备：步骤一中得到的fesial合金粉末在高能球磨机中以800转/min的速率湿法球磨120min，得到厚度为0.5μm的鱼鳞状fesial片状粉；
[0033]
步骤三、fesial吸波粉制备：步骤二中得到的fesial片状粉先在温度为100℃的条
件下烘干3小时，然后在惰性气体保护的条件下，以3.0℃/min的速率升温至温度为700℃、并在温度为700℃的条件下保温2小时，最后以1.0℃/min的速率冷却至室温，得到fesial吸波粉；
[0034]
步骤四、fesial片状吸波材料制备：在步骤三中得到的fesial吸波粉中加入所述胶体，以500转/min的转速率搅拌混合20min后，经流延成膜、并在温度为88℃的条件下，干燥130min、再在温度为100℃的条件下，保压65s得到所述厚度为100μm的吸波膜，即fesial片状吸波材料。
[0035]
实施例2
[0036]
一种fesial片状吸波材料
[0037]
fesial片状吸波材料由质量比为10：0.85的fesial吸波粉和胶体制成，fesial吸波粉中fe、si、al三者的质量分数为fe10.0％、si5.5％、al84.5％；其中，胶体为三元乙丙橡胶。
[0038]
制备步骤如下：
[0039]
步骤一、fesial合金粉末制备：将所述质量分数的fe、si、al单质经熔炼、离心甩带、球磨处理后，得到粒径为200μm的fesial合金粉末；
[0040]
步骤二、fesial片状粉末制备：步骤一中得到的fesial合金粉末在高能球磨机中以1200转/min的速率湿法球磨60min，得到厚度为1.0μm的鱼鳞状fesial片状粉；
[0041]
步骤三、fesial吸波粉制备：步骤二中得到的fesial片状粉先在温度为150℃的条件下烘干2小时，然后在惰性气体保护的条件下，以6.0℃/min的速率升温至温度为900℃、并在温度为900℃的条件下保温2小时，最后以2.0℃/min的速率冷却至室温，得到fesial吸波粉；
[0042]
步骤四、fesial片状吸波材料制备：在步骤三中得到的fesial吸波粉中加入所述胶体，以700转/min的转速率搅拌混合15min后，经流延成膜、并在温度为92℃的条件下，干燥110min、再在温度为150℃的条件下，保压55s得到所述厚度为200μm的吸波膜，即fesial片状吸波材料。
[0043]
实施例3
[0044]
一种fesial片状吸波材料
[0045]
fesial片状吸波材料由质量比为10：0.65的fesial吸波粉和胶体制成；fesial吸波粉中fe、si、al三者的质量分数为fe9.7％、si5.8％、al84.5％；其中，胶体为聚乙烯醇。
[0046]
制备步骤如下：
[0047]
步骤一、fesial合金粉末制备：将所述质量分数的fe、si、al单质经熔炼、离心甩带、球磨处理后，得到粒径为150μm的fesial合金粉末；
[0048]
步骤二、fesial片状粉末制备：步骤一中得到的fesial合金粉末在高能球磨机中以1000转/min的速率湿法球磨90min，得到厚度为0.8μm的鱼鳞状fesial片状粉；
[0049]
步骤三、fesial吸波粉制备：步骤二中得到的fesial片状粉先在温度为125℃的条件下烘干2.5小时，然后在惰性气体保护的条件下，以4.5℃/min的速率升温至温度为800℃、并在温度为800℃的条件下保温2小时，最后以1.5℃/min的速率冷却至室温，得到fesial吸波粉；
[0050]
步骤四、fesial片状吸波材料制备：在步骤三中得到的fesial吸波粉中加入所述
胶体，以600转/min的转速率搅拌混合18min后，经流延成膜、并在温度为90℃的条件下，干燥120min、再在温度为125℃的条件下，保压60s得到所述厚度为150μm的吸波膜，即fesial片状吸波材料。
[0051]
实施例4
[0052]
一种fesial片状吸波材料
[0053]
fesial片状吸波材料由质量比为10：0.55的fesial吸波粉和胶体制成，fesial吸波粉中fe、si、al三者的质量分数为fe9.5％、si5.7％、al84.8％；其中，胶体为环氧树脂。
[0054]
制备步骤如下：
[0055]
步骤一、fesial合金粉末制备：将所述质量分数的fe、si、al单质经熔炼、离心甩带、球磨处理后，得到粒径为120μm的fesial合金粉末；
[0056]
步骤二、fesial片状粉末制备：步骤一中得到的fesial合金粉末在高能球磨机中以900转/min的速率湿法球磨80min，得到厚度为0.6μm的鱼鳞状fesial片状粉；
[0057]
步骤三、fesial吸波粉制备：步骤二中得到的fesial片状粉先在温度为110℃的条件下烘干2小时，然后在惰性气体保护的条件下，以4.0℃/min的速率升温至温度为750℃、并在温度为750℃的条件下保温2小时，最后以1.2℃/min的速率冷却至室温，得到fesial吸波粉；
[0058]
步骤四、fesial片状吸波材料制备：在步骤三中得到的fesial吸波粉中加入所述胶体，以550转/min的转速率搅拌混合16min后，经流延成膜、并在温度为89℃的条件下，干燥115min、再在温度为110℃的条件下，保压58s得到所述厚度为120μm的吸波膜，即fesial片状吸波材料。
[0059]
实施例5
[0060]
一种fesial片状吸波材料
[0061]
fesial片状吸波材料由质量比为10：0.75的fesial吸波粉和胶体制成，fesial吸波粉中fe、si、al三者的质量分数为fe9.8％、si6.0％、al84.2％；其中，胶体为质量比是1：1的水性聚氨酯和pvb的组合。
[0062]
制备步骤如下：
[0063]
步骤一、fesial合金粉末制备：将所述质量分数的fe、si、al单质经熔炼、离心甩带、球磨处理后，得到粒径为180μm的fesial合金粉末；
[0064]
步骤二、fesial片状粉末制备：步骤一中得到的fesial合金粉末在高能球磨机中以1100转/min的速率湿法球磨100min，得到厚度为0.9μm的鱼鳞状fesial片状粉；
[0065]
步骤三、fesial吸波粉制备：步骤二中得到的fesial片状粉先在温度为140℃的条件下烘干3小时，然后在惰性气体保护的条件下，以5.0℃/min的速率升温至温度为850℃、并在温度为850℃的条件下保温2小时，最后以1.8℃/min的速率冷却至室温，得到fesial吸波粉；
[0066]
步骤四、fesial片状吸波材料制备：在步骤三中得到的fesial吸波粉中加入所述胶体，以650转/min的转速率搅拌混合19min后，经流延成膜、并在温度为91℃的条件下，干燥125min、再在温度为140℃的条件下，保压62s得到所述厚度为180μm的吸波膜，即fesial片状吸波材料。
[0067]
实验例
[0068]
为了进一步说明本发明实施例1～5制备的fesial片状吸波材料的进步性，现做如下测试。
[0069]
对本发明实施例1～5制备的fesial片状吸波材进行磁导率检测，参照《gb/t32596-2016电磁屏蔽吸波片通用规范》，具体测定结果统计于下表1：
[0070]
表1本发明实施例1～5制备的fesial片状吸波材料模切成薄膜片的磁导率
[0071][0072]
上述表1结果可以看出，本发明实施例1～5制备的fesial片状吸波材料模切成薄膜片后测定的磁导率高，电磁屏蔽能力强，可满足电子产品对电磁屏蔽材料的性能要求。

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