[发明专利]一种碳复合铈掺杂锰锌铁氧体吸波材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种碳复合铈掺杂锰锌铁氧体吸波材料的制备方法，包括如下步骤：称取锰盐、锌盐、铈盐、铁盐，加入去离子水中配制成混合溶液，搅拌条件下向所述混合溶液中加入NaOH水溶液，加热反应，过滤，洗涤，干燥，煅烧，即得化学式为Mn_0.5Zn_0.5Ce_xFe_2‑xO₄的铈掺杂锰锌铁氧体；将铈掺杂锰锌铁氧体与碳源混合，煅烧，即得到所述碳复合铈掺杂锰锌铁氧体吸波材料。本发明制备得到的碳复合铈掺杂锰锌铁氧体吸波材料通过合理的元素掺杂增强了锰锌铁氧体的介电损耗性能，同时将铈掺杂锰锌铁氧体与碳复合，大幅增强了吸波材料的电磁阻抗性能，极大提升了吸波性能和有效频宽。

技术领域

本发明涉及铁氧体材料技术领域，尤其涉及一种碳复合铈掺杂锰锌铁氧体吸波材料及其制备方法。

背景技术

铁氧体一直是VLF-UHF频段的主流吸波材料，广泛应用于大型设备、通讯产品、微波暗室等环境和器件在该频段的电磁屏蔽和抗电磁干扰。镍锌铁氧体在铁氧体吸波材料中性能一直占据主体地位，但因其原料成本过高而成为难以普及的瓶颈，而且也因其单一的损耗机制，难以覆盖目前无线充电、物联网、智能产品等在kHz–GHz频段的应用和拓展。锰锌铁氧体常用于低损耗和高导等软磁磁芯，在微波频段的磁导率与镍锌铁氧体相当，但其微波介电特性较差。因此，基于提升锰锌铁氧体介电性能，改善电磁阻抗匹配，从而增强吸波性能的方案无疑具有更大的开发潜力和应用价值，且考虑到锰锌铁氧体原料成本较低，更适合大规模应用量产。

发明内容

本发明提出了一种碳复合铈掺杂锰锌铁氧体吸波材料及其制备方法，本发明制备得到的锰锌铁氧体吸波材料，通过合理的元素掺杂增强了锰锌铁氧体的介电损耗性能，同时将铈掺杂锰锌铁氧体与碳复合，大幅增强了吸波材料的电磁阻抗性能，极大提升了吸波性能和有效频宽。

本发明提出的一种碳复合铈掺杂锰锌铁氧体吸波材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、根据Mn_0.5Zn_0.5Ce_xFe_2-xO₄的化学计量配比称取锰盐、锌盐、铈盐、铁盐，加入去离子水中配制成混合溶液，搅拌条件下向所述混合溶液中加入NaOH水溶液，加热反应，过滤，洗涤，干燥，煅烧，即得化学式为Mn_0.5Zn_0.5Ce_xFe_2-xO₄的铈掺杂锰锌铁氧体；

S2、将步骤S1得到的铈掺杂锰锌铁氧体与碳源混合，煅烧，即得到所述碳复合铈掺杂锰锌铁氧体吸波材料。

优选地，S1中，x＝0.02-0.1。

优选地，S1中，所述锰盐为硫酸锰、氯化锰或者硝酸锰；所述锌盐为硫酸锌、氯化锌或者硝酸锌；所述铈盐为硫酸铈、氯化铈或者硝酸铈。

优选地，S1中，NaOH溶液的浓度为8-10mol/L；优选地，向所述混合溶液中加入NaOH水溶液，调节溶液至pH＝8-9。

优选地，S1中，加热反应的温度为80-90℃，反应时间为0.5-1h。

优选地，S1中，煅烧温度为1000-1200℃，煅烧时间为2-3h。

优选地，S2中，将步骤S1得到的铈掺杂锰锌铁氧体与碳源通过球磨2-6h形成混合。

优选地，S2中，所述碳源为葡萄糖、蔗糖、乳糖、淀粉、维生素、聚乙二醇、聚丙烯酸或抗坏血酸；优选地，碳源的加入量是铈掺杂锰锌铁氧体质量的5-10％。

优选地，S2中，煅烧温度为500-800℃，煅烧时间为4-6h。

本发明还提出一种碳复合铈掺杂锰锌铁氧体吸波材料，其是通过上述方法制备得到。