[发明专利]一种铁基非晶合金/石墨烯吸波材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种铁基非晶合金/石墨烯吸波材料，包含85‑95wt％的铁基非晶合金微粉和5‑15wt％的石墨烯微粉，所述的铁基非晶合金包含Fe、Si、Cu、B、Nb。所述铁基非晶合金最好包含如下质量百分比的成分：Fe₈₅Si₄Cu₃B₆Nb₂。制备方法包括以下步骤：将原料按照先高熔点后低熔点的顺序依次放入真空熔炼炉内，然后升温使其全部熔化，冷却得到铁基非晶合金母锭；预处理，并制成小块体；利用真空雾化方法制备成铁基非晶合金粉末，获得铁基非晶合金微粉；将铁基非晶合金微粉与石墨烯微粉充分混合，得到铁基非晶合金/石墨烯吸波材料。

技术领域

本发明属于吸波材料领域，具体涉及一种铁基非晶合金/石墨烯吸波材料及其制备方法。

背景技术

随着科学技术的高速发展，大量电子设备被生产应用，所产生的电磁波互相干扰会导致信号中断、设备失灵等严重问题。并且电磁辐射会对人体造成危害，因此防护电磁波干扰，寻找一种高性能吸波材料已经成为新材料研究领域的一大课题。

吸波材料不仅可以应用于军事领域，如实现战斗机核潜艇等武器装备的隐身，从而提升武器在战争中的生存几率和作战能力；也可以应用于民用工业领域，提高电子设备的抗干扰能力、加强信息和安全保密性和实现健康安全防护。对吸波材料的研究主要聚焦在两个方面，一方面是追求高吸收率、质量轻、耐高温等高性能化，以满足军事目标抗雷达侦察等尖端科技需求；另一方面是致力于降低成本，以满足大批量生产和应用的条件。

在自然界中，铁元素储量丰富，价格低廉。新一代绿色节能材料铁基非晶合金长程无序、短程有序的独特结构使其具有优异的软磁性能，因此研究铁基非晶合金作为一种新型吸波材料。然而单一铁基非晶合金作为吸波材料时，其阻抗匹配特性失衡，仍然存在吸波性能不够理想，吸波带宽窄等缺点。石墨烯作为一种二维层状结构材料，不仅具有优异的力学性能和热稳定性，还具有良好的导电性能，电阻率低，介电常数大，载流子迁移率高。正因这些优势，石墨烯可以作为导电材料提供介电损耗，使阻抗相匹配，增加吸波效果。因此结合二者优点，通过铁基非晶合金添加石墨烯制备复合材料的方法可以改善材料吸波属性。

发明内容

本发明的提供了一种吸收频带宽及其吸波能力强的铁基非晶合金/石墨烯吸波材料，并提供该铁基非晶合金/石墨烯吸波材料的制备方法，该方法制备工艺简单、成本低廉。技术方案如下：

一种铁基非晶合金/石墨烯吸波材料，其特征在于：包含85-95wt％的铁基非晶合金微粉和5-15wt％的石墨烯微粉，所述的铁基非晶合金包含Fe、Si、Cu、B、Nb。

优选地：所述铁基非晶合金包含如下质量百分比的成分：Fe₈₅Si₄Cu₃B₆Nb₂。

本发明同时给出上述铁基非晶合金/石墨烯吸波材料的制备方法，包括以下步骤：

S1.按照铁基非晶合金Fe₈₅Si₄Cu₃B₆Nb₂质量分数百分比称取Fe、Si、Cu、B、Nb原料；

S2.将步骤S1所述的原料按照先高熔点后低熔点的顺序依次放入真空熔炼炉内，然后升温使其全部熔化，冷却得到铁基非晶合金母锭。

S3.将步骤S2所述的铁基非晶合金母锭进行预处理，并制成小块体；

S4.将步骤S3所述的铁基非晶合金母锭小块体利用真空雾化方法制备成铁基非晶合金粉末，并进行筛选获得粒径为30-53微米的铁基非晶合金微粉。

S5.将步骤S4所述铁基非晶合金微粉与石墨烯微粉按(85-95)：(5-15)的质量分数比例充分混合，得到铁基非晶合金/石墨烯吸波材料。