[发明专利]一种纤维状铁镍合金粉末的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及粉体功能材料的制备工艺，尤其是纤维状铁镍合金粉末的一种制备方法。

背景技术

Fe-Ni合金粉末具有许多不同于单质铁镍金属粉末的特殊性能：熔点、延展性能和导热性能降低；硬度、强度、热处理性能、耐磨和耐腐蚀性能增加；组元之间的协同作用增强以及具有特殊表面磁性等，在磁性材料、电磁屏蔽与吸波材料、硬质合金、合金镀层、催化剂及防腐材料等行业具有广泛的应用前景。早在上世纪初开发出的坡莫合金就是铁镍系合金，至今仍是广为应用的软磁材料，铁镍合金薄膜可应用于磁纪录介质材料，将Ni8OFe2O合金软磁微粉分散于绝缘物基体中制备成相互电绝缘的Ni-Fe微粒软磁性薄膜；而在催化剂方面，用铁镍合金粉做催化剂可使碳氢化合物或一氧化碳分解成纳米碳纤维，另外铁镍合金粉经烧结后形成的致密结构具有更好的防腐作用。近年来，随着超细粉末材料制备技术的发展，人们在研究超细粉末制备技术的同时也进一步开发了超细粉末新的应用前景。用纳米铁镍合金粉做成的涂料对于电磁波同时具有吸收和屏蔽两种特殊功能，是战斗机和巡航导弹隐形的绝好军工材料。目前，世界各国都在致力于开发新型吸波材料，而吸波材料发展的关键是研制性能优异的吸收剂。金属铁、镍及其它们的合金是磁性材料，具有较高的电导率和磁导率，在高频电磁场作用下，由于材料的涡流损耗和磁损耗，使得材料对电磁波具有一定的吸收损是密度小、吸收频带宽，在宽频带范围内可对雷达波有较强的吸收，是一种理想的吸收剂。国内的陈利民(陈利民，亓家钟，朱雪琴等.纳米γ-(Fe，Ni)合金颗粒的微观结构及其微波吸收特性.兵器材料化学与工程，1999，22(4)：3-6)在这方面做了大量研究，他使用羰基法制得的γ-(Fe，Ni)合金粉末呈面心立方结构，通过检测该涂料在厘米波段8~12GHz下吸收＞10db，在毫米波段26~40GHz下吸收≥15db，在毫米波段(频率为8~18GHz)和厘米波段(频率为26~40GHz)的最高波吸收率达到99.95％，其研究获得了专利发明权。另外，具有一维形貌的铁镍合金纳米线阵列，由于具有高度磁各向异性以及高的矫顽力和矩形比等优良的磁学特性，成为高密度垂直磁记录的理想候选介质。因此纳米级的铁镍合金粉末不仅在硬质合金，催化剂、合金镀层和防腐材料等传统领域获得广泛的应用，而且在高密度垂直磁记录介质、电磁屏蔽和吸波材料等新领域也具有潜在的应用前景。

目前制备铁镍合金粉末的方法主要有高能球磨法、机械-化学法、羰基法、凝胶-微乳液化学剪裁法、电沉积法、溶胶-凝胶法和化学共还原法、共沉淀热分解法、氢还原法、直流电弧等离子法、模板法等。根据目前已掌握的文献资料可知：上述制备铁镍合金粉的方法中，机械-化学法、羰基法、凝胶-微乳液化学剪裁法、电沉积法、溶胶-凝胶法和化学共还原法所得的铁镍合金粉末的形貌为球形，粒度较大，而且大部分的制备方法局限于实验室规模，从而使铁镍合金粉末的应用受到了限制；高能球磨法、氢还原法得到的粉末粒度较小，但纯度不高，不适合应用于高科技领域；模板法是一种最能有效控制粉末粒度和形貌的方法，所得到的铁镍合金纳米线磁学性能比铁镍合金薄膜和球形铁镍合金要好很多，而且这种一维形貌的纳米粉末因其非线性光学性能、异向导电性能、分光特性以及独特的磁学性能而在电子和光电子器件、高密度磁存储等方面具有极其重要的应用，是目前研究的热点(刘青芳，王建波，彭  勇等.铁镍合金纳米线阵列的制备与穆斯堡尔谱研究.物 理学报，2001，50(10)：2008-2011.)。

共沉淀法具有工艺生产成本低，粉末粒度小，易于工业化，是目前的一种最具应用前景的制备方法，已被广泛用于制备合金材料、钙钛矿型材料、尖晶石型材料、敏感型材料、铁氧体以及荧光材料等(张立新，刘有智.超细粉的性质、制备及应用.华北工学院学报，2001，22(1)：38-41)。

但是用共沉淀法制备纤维状铁镍合金粉末的研究非常少，国外相关方面的研究未见报道。因此，研究一种具有工业化应用前景的制备纤维状铁镍合金粉末的方法对提高国内铁、镍行业产品的档次，推动国民经济的发展，提高中国铁镍工业自我技术开发能力、国际竞争力以及对铁镍资源的深度加工和复合材料的制备具有重要意义；而且通过对已有制备方法的改进和完善，能有效降低成本，合理利用有限的铁镍资源，同时也为从含铁镍废料中回收铁镍提供一种新的处理方法。

发明内容：