[发明专利]PrFeNi合金磁性吸波材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于磁性微波吸收材料，具体是PrFeNi合金磁性吸波材料及其 制备方法。

背景技术

随着现代科学技术的迅猛发展，电子信息技术在各个领域中应用的 愈加广泛，给人们的生活带来了极大的方便，但同时也给社会带来了严 重的电磁污染，对人类的健康造成了严重威胁。为了解决电磁辐射所带 来的危害，人们进行了大量的研究工作。其中在微波波段内(尤其在2～ 18GHz频段内)采用磁性吸波材料来将电磁波能量转化为其他形式的能 量，以此来抑制电磁波的辐射和干扰，具有较好的效果。如将磁性吸波 材料涂在电视、音响、VCD机、电脑、手机通讯等电子产品的表面上， 可以使电磁波泄露降到安全限值以下(小于10微瓦/每平方厘米)，确 保人体健康。将其应用于雷达、微波医疗器械、微波破碎机等设备中， 可以在一定程度上降低电磁波辐射对操作人员身体的伤害。将微波吸收 材料应用于建筑材料中，可以解决因高大的建筑反射电磁波所造成的重 影问题。而使用磁性微波吸收材料制作的微波暗室也被广泛地应用于雷 达、电子通讯和航空航天等领域。此外，磁性微波吸收材料在改善机载、 航载雷达设备的兼容性，提高整机性能等方面也有着广阔的应用空间。 由此可见磁性微波吸收材料的应用市场是非常巨大的。

传统的吸波材料主要有铁氧体和磁性金属(合金)微粉等。虽然铁 氧体是应用最广和最有效的抗电磁干扰材料，然而由于其饱和磁化强度 低，热稳定性和耐腐蚀性差，因此铁氧体材料的应用受到很大的局限。 而软磁金属微粉由于居里温度高，热稳定性好，有较好的饱和磁化强度 以及颗粒形状效应，在2～18GHz频段下可同时获得较高的复磁导率和 较低的涡流损耗，匹配厚度较小(毫米级)，作为电磁波吸收剂具有很 好的应用前景，而目前应用最多的软磁合金微粉主要是Fe、Co、Ni及其 合金微粉等。由于Fe的资源比较丰富，价格相对于Co和Ni都比较低廉， 而且Fe基合金吸波材料的吸波性能也较好，因此Fe基合金磁性吸波材料 具有广阔的应用前景。

吸收频带宽、吸波效率高、抗氧化和耐腐蚀性好、热稳定性好、原 材料丰富、制备工艺容易掌握和生产成本低是磁性吸波材料发展方向， 随着研究开发工作的深入化，难度会越来越大，但市场对性能好价格又 低的磁性吸波材料又是迫切需要的，开发物美价廉的磁性吸波材料是材 料研究工作者的研究热点。

发明内容

本发明所要解决的问题就是提供在2～18GHz微波波段内具有成本 低、吸收频带宽、吸波效率高、热稳定性好的PrFeNi合金磁性吸波材料。

本发明的PrFeNi合金磁性吸波材料，其用料及用料用量的原子百分 比为：Pr10.5％、Fe84.2～89.5％、Ni0～5.3％。

本发明的另一个目的是提供制备PrFeNi合金磁性吸波材料的方法。

制备PrFeNi合金磁性吸波材料的方法，包含下述主要步骤：

(1)以纯度≥99.50％的Pr、Fe、Ni金属为原料，按Pr_10.5Fe_89.5～84.2Ni_0～5.3分子式的化学计量比配料；

(2)在氩气保护下熔炼，铸锭在真空于800～1000℃进行均匀化热 处理；

(3)粗破碎碾磨制粉制成。

所述熔炼，于标准的非自耗真空电弧炉中进行，为了保证合金的成 分均匀性，需翻转熔炼2～3次。

所述均匀化处理过程包括保温36～120小时，之后水淬。均匀化热处 理温度以900～1000℃为宜，保温时间以60～120小时较佳。

所述碾磨制粉采用玛瑙钵碾磨机碾磨30分钟，之后于300目筛下过 筛；

检测产品的电磁参数和反射率R的方法为：按PrFeNi合金粉体：石 蜡＝4：1(质量比)的比例混合，制成外径和内径分别为7mm和3mm， 厚度为1.5～4.0mm左右的同轴试样，采用HP8722ES微波矢量网络分析 仪分别测量试样在2～18GHz频段的复介电常数及复磁导率。采用下式 计算出单层吸波材料的反射率R。