[发明专利]一种碳包覆FeSiCr磁性纳米吸波材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种碳包覆FeSiCr磁性纳米吸波材料及其制备方法，碳包覆FeSiCr磁性纳米吸波材料软磁内核分子式的化学计量比为质量百分比，Fe为85‑95、Si为4‑12、Cr为1‑3，上述三组分的百分比之和为100。其制备方法是：S1、配料：按质量百分比Fe85‑95、Si4‑12、Cr1‑3进行配料；S2、熔炼：在氩气保护下在高真空中频感应炉中熔炼；S3、均匀化处理：获得铸锭，在真空的条件下退火；S4、纳米粉制备：铸锭在直流电弧等离子体纳米粉制备系统中制备纳米粉；S5、钝化处理：纳米粉沉积后，将直流电弧等离子体纳米粉制备系统的腔体抽至真空状态，再充入氩气，直至达到一个大气压；钝化一段时间后，收集得到碳包覆FeSiCr核‑壳结构的磁性纳米吸波粉体材料。

技术领域

本发明涉及磁性吸波材料技术领域，具体涉及一种碳包覆FeSiCr磁性纳米吸波材料的成分组成及其制备方法。

背景技术

吸波材料在民用和军事上都有着重要的应用价值。飞速发展的电子技术给人类生活带来了极大的同时也引起了人们对于电磁污染的担忧，而吸波材料对于电磁波的吸收特性可以有效地解决电磁污染问题。在军事上，吸波材料又被称为隐身材料，现代高科技战争中，隐身材料在各类兵工产品中将有着广泛的应用，吸波材料的研究为军用方面一个非常重要的课题。从目前各国的战备来看，吸波材料已经取得了非常有价值的成果，并成功的在诸如隐身飞机、隐形舰艇等上得到了重要应用。

从损耗机理来看，吸波材料主要分为磁性吸波材料和介电型吸波材料。相比较而言，有关磁性吸波材料的报道更多。目前，磁性吸波材料主要有铁氧体磁性吸波材料、金属微粉磁性吸波材料、多晶金属纤维磁性吸波材料和纳米磁性吸波材料等。其中纳米材料独特的结构使其具有隧道效应、量子效应、小尺寸效应和界面效应等，因此纳米磁性吸波材料不仅具有较好的电磁波吸收特性，而且具有涂层薄，有效吸收频带宽等优势。

发明内容

本发明目的是提供一种碳包覆FeSiCr磁性纳米吸波材料及其制备方法。采用过饱和碳源制备得到的FeSiC@C磁性纳米吸波材料具备核-壳结构和碳网状结构，该结构提高材料的介电损耗、优化了材料的阻抗匹配，使得材料的吸波性能得到显著提升。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种碳包覆FeSiCr磁性纳米吸波材料，所述FeSiCr软磁内核分子式的化学计量比为质量百分比，其中，Fe为85-95、Si为4-12、Cr为1-3，上述三组分的百分比之和为100。

进一步的，上述技术方案中，FeSiCr软磁内核的化学计量比为质量百分比，其中，Fe为90、Si为8、Cr为2。

进一步的，本发明提供了上述碳包覆FeSiCr磁性纳米吸波材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、配料：以纯度≥99.9％的Fe、Si、Cr单质为原料，按质量百分比Fe85-95、Si4-12、Cr1-3进行配料；

S2、熔炼：将步骤S1中配好的料在氩气保护下在高真空中频感应炉中熔炼；

S3、均匀化处理：将步骤S2中获得铸锭，在真空的条件下，在1000℃～1100℃温度退火24～48小时；

S4、纳米粉制备：将步骤S3所得铸锭在直流电弧等离子体纳米粉制备系统中制备纳米粉，采用的气氛为氩气+活性气体(碳源)；

S5、钝化处理：待步骤S4所得的纳米粉沉积后，将直流电弧等离子体纳米粉制备系统的腔体抽至真空状态，再充入氩气至气压达到50kPa，然后每隔30分钟充一次空气，每次将气压提升5kPa，直至达到一个大气压；钝化一段时间后，收集得到碳包覆FeSiCr核-壳结构的磁性纳米吸波粉体材料。

进一步的，述技术方案中，步骤S3中均匀化退火的温度为1050℃，保温时间为36小时。