[发明专利]在L波段内具有高磁损耗的六角铁氧体材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料技术，特别涉及磁性材料技术。

背景技术

随着现代电子技术的不断发展，电磁辐射和电磁干扰问题越来越严重，工作中的电子、电气设备大多伴随着电磁能量的转换，高密度、宽频谱的电磁信号充满整个人类生存空间，造成了极其复杂的电磁环境。以通信为主的电子系统在这种电磁环境下能否正常工作受到严峻的考验，在通信系统中，集成电路由于规模化使用方便而获得了广泛应用，并朝着微型化高集成度方向发展，由于各模块紧密相连，电路模块的相互干扰已引起业内人士的广泛注意。另外，各种电子系统辐射的电磁波对人体构成了很大的危害，复杂的电磁环境引起人们对生存环境的迫切关注。

解决电磁干扰问题最直接的办法之一就是利用高磁损耗的磁性材料，使有害电磁波转化为热能被耗散掉。这便需要一种能够在相应频段内具有较大磁损耗的材料。高磁导率虚部（μ）表示该材料具有较高的磁损耗性能。目前具备较大磁损耗的材料主要是磁性合金粉体，但是在L波段内合金粉末的磁导率虚部很低，磁损耗性能差，不能很好地吸收电磁波。另外，合金粉体在微波频段（如L波段）内有较高的介电常数，这将导致吸波涂层与自由空间的阻抗严重不匹配，进而造成电磁波不能有效进入吸收涂层被损耗掉，从而使得这类合金粉体主要在低频（如1Hz～1MHz）下使用。与磁性合金类粉体相比较，六角铁氧体具备高电阻率和适宜的介电常数，能有效地降低上述的阻抗失配问题，从而使其在L波段的电磁能量吸收方面具有明显的优势。另外，与其他类的铁氧体（如尖晶石铁氧体）相比，六角铁氧体材料由于具有较大的平面磁晶各向异性，因而其理论共振频率可达到3.7GHz，比尖晶石铁氧体的共振频率高出几个数量级。开发一种既具有合适的自然共振频率，又具有较大磁损耗（也即大的μ值）的六角铁氧体具有重要的应用价值：在民用方面，如防止高层建筑物反射电磁波引起的电视重影、EMC暗室材料以及解决高频设备引起的设备内部和设备之间的干扰等方面具有广泛的应用前景；在军事领域的隐身材料方面也同样具有重要的应用前景，如在水面舰艇和飞行器的隐身涂层中，该铁氧体材料将能用作隐身涂层中核心的雷达波吸收剂而被大量使用。

发明内容:

本发明所要解决的技术问题是，提供一种在L波段内具有磁导率实部和虚部双高的六角铁氧体材料，可用做L波段内的高磁损耗材料。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，一种在L波段下使用的高磁损耗的六角铁氧体材料，其特征在于，其化学成分为(Ba_1-xSr_x)₃Co₂Fe₂₄O₄₁,x=0.0,或0.2,或0.4,或0.6,或0.8。

本发明还提供在L波段下使用的高损耗的六角铁氧体材料的制备方法，包括下述步骤：

1）原材料选取：按质量百分比，以氧化物计算，原材料为：

BaCO₃：4.94～23.55wt%、SrCO₃:0.00～14.83wt%、CoO：6.68～7.01wt%、Fe₂O₃：69.76～73.23wt%；

2）混合和球磨原材料；

3）预烧：将球磨好的原料烘干后放入高温炉中进行预烧，预烧温度为1170℃，升温速度为每分钟3℃，保温时间为2小时，然后取出粉碎，过200目筛(粉体颗粒直径≦63um)；

4）将上述粉体放入空气或氧气气氛炉中进行烧结，烧结温度为1270℃或1220℃，升温速度为每分钟3℃，保温时间为2小时，然后取出粉碎，过200目筛。

本发明利用固相反应法制备的铁氧体材料在L波段上具有磁损耗高、电阻率高、优良的高频软磁性能等优点，克服了合金粉末吸收剂的不足之处，使其在制成吸波材料时，能很容易得到良好的吸波性能。另外，本发明的原材料均为工业纯，价格低廉；制备需求设备简单，工艺程序较少，易于大规模生产。本发明的制备方法为普通氧化物法，操作和工艺流程简单无污染，制备出的铁氧体材料除了在高频段具有较高的磁导率外，磁损耗也很大，并且在L波段内磁损耗峰位可随着SrCO₃和BaCO₃含量的变化左右移动。

附图说明：

图1为实施例1最终样品所测得的磁谱图。

图2为实施例2最终样品所测得的磁谱图。

图3为实施例3最终样品所测得的磁谱图。

图4为实施例4最终样品所测得的磁谱图。

图5为实施例5最终样品所测得的磁谱图。