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      耐高溫的片狀鐵鈷鍺吸波材料及其制備方法和應(yīng)用

      798   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來(lái)源:南京大學(xué)  
      2023-12-13 15:36:07
      權(quán)利要求書(shū): 1.一種耐高溫的片狀鐵鈷鍺吸波材料的制備方法,其特征在于:包括以下步驟:(1)按照原料中鐵、鈷和鍺的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為6.5:3.5:x分別稱取鐵粒、鈷片和鍺粒作為原料,其中x取值為0.2、0.4、0.6、0.8或1;

      (2)將步驟(1)中的原料放入真空電弧爐中,先抽取高真空,然后通入高純度氬氣作為保護(hù)氣體,反復(fù)熔煉以保證成分均勻,冷卻,得到塊體合金;

      (3)將步驟(2)中得到的塊體合金簡(jiǎn)單地手動(dòng)破碎后,放入振動(dòng)球磨機(jī)中進(jìn)行球磨,然后經(jīng)過(guò)濾、干燥得到粉末樣品Fe6.5Co3.5Gex。

      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫的片狀鐵鈷鍺吸波材料的制備方法,其特征在于:步驟(1)中鐵、鈷和鍺的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為6.5:3.5:0.2。

      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫的片狀鐵鈷鍺吸波材料的制備方法,其特征在于:步驟(1)中,所述原料的純度均為99.9%以上,稱量誤差為0.5mg以內(nèi)。

      4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫的片狀鐵鈷鍺吸波材料的制備方法,其特征在于:步驟?4

      (2)中,所述高真空度為7×10 Pa以下。

      5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫的片狀鐵鈷鍺吸波材料的制備方法,其特征在于:步驟(2)中,所述反復(fù)熔煉為經(jīng)熔煉、冷卻之后翻轉(zhuǎn),重復(fù)5次,且每次熔煉持續(xù)1分鐘左右。

      6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫的片狀鐵鈷鍺吸波材料的制備方法,其特征在于:步驟(3)中,所述球磨的球磨介質(zhì)為無(wú)水乙醇。

      7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫的片狀鐵鈷鍺吸波材料的制備方法,其特征在于:步驟(3)中,所述球磨的球磨罐為不銹鋼材質(zhì);所述球磨的球磨球?yàn)檩S承鋼小球;所述球磨的球料比為20:1;所述球磨的時(shí)間為25h。

      8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫的片狀鐵鈷鍺吸波材料的制備方法,其特征在于:步驟(3)中,所述干燥的溫度為70℃;所述干燥時(shí)間5?10min。

      9.根據(jù)權(quán)利要求1?8任一方法制備得到的耐高溫的片狀鐵鈷鍺吸波材料。

      10.根據(jù)權(quán)利要求1?8任一方法制備得到的耐高溫的片狀鐵鈷鍺吸波材料應(yīng)用于通訊領(lǐng)域。

      說(shuō)明書(shū): 一種耐高溫的片狀鐵鈷鍺吸波材料及其制備方法和應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及一種耐高溫吸波材料及其制備方法和應(yīng)用,尤其是一種耐高溫的片狀鐵鈷鍺吸波材料,屬于吸波材料技術(shù)領(lǐng)域。

      背景技術(shù)[0002] 目前一般所知的,在各類電子產(chǎn)品給人們帶來(lái)極大便利的同時(shí),它們也成為了新的電磁波輻射源。大量的電磁輻射不僅會(huì)產(chǎn)生電磁干擾的問(wèn)題,影響周圍其他電子設(shè)備的

      正常工作,造成不可預(yù)估的后果,而且嚴(yán)重影響著人們的健康。不僅如此,隱身技術(shù)作為提

      高武器作戰(zhàn)效能和戰(zhàn)時(shí)生存的有效手段,也越來(lái)越引起各國(guó)的重視。不管是為了保護(hù)環(huán)境

      和人類健康,還是保障信息安全和國(guó)防安全,研究和改進(jìn)吸波材料,不斷改善和提高吸波性

      能都勢(shì)在必行。吸波材料是能夠吸收、衰減入射電磁波,使其轉(zhuǎn)化為其他形式能量而損耗掉

      的一類功能性材料,主要由起著粘結(jié)和承載作用的基體材料與起著吸收和衰減電磁波作用

      的吸收劑兩部分構(gòu)成。吸波材料要實(shí)現(xiàn)高效吸波所要滿足阻抗匹配原則和衰減特性,理想

      情況下,當(dāng)介質(zhì)的波阻抗與自由空間的波阻抗相等的時(shí)候,電磁波能夠完全進(jìn)入吸波材料

      內(nèi)部而無(wú)反射,從而達(dá)到最佳阻抗匹配狀態(tài)。吸波材料對(duì)電磁波的損耗機(jī)制分為電阻損耗、

      介電損耗和磁損耗,通過(guò)各種損耗機(jī)理對(duì)進(jìn)入材料內(nèi)部的電磁波衰減。

      [0003] 據(jù)申請(qǐng)人了解,現(xiàn)有的吸波材料在2?18GHz頻率范圍的低頻段吸收性能較差或是厚度較厚,同時(shí),在高溫下的吸波性能不佳。金屬微粉(Fe,Co,Ni)及其合金因其具有的高飽

      和磁化強(qiáng)度和磁導(dǎo)率等特性,作為微波吸收劑得到了大量研究,而FeCo合金作為其中居里

      溫度最高的材料,擁有高溫下作為微波吸收材料的應(yīng)用前景,但也存在硬度大及難以破碎

      的問(wèn)題,Ge的摻雜不僅解決了FeCo難破碎的問(wèn)題,而且形成的片狀結(jié)構(gòu)有利于突破Snoek極

      限,使材料獲得更高的飽和磁化強(qiáng)度和磁導(dǎo)率,提高材料的磁損耗能力。

      [0004] 目前,有一些對(duì)于FeCo納米顆粒/石蠟的復(fù)合吸波材料的研究,在低頻下,由于其制備的材料不是片狀形貌,導(dǎo)致磁導(dǎo)率實(shí)部數(shù)值不高,想要在4GHz出現(xiàn)吸收峰,其厚度就要

      達(dá)到4mm甚至以上。而對(duì)于Ge摻雜的FeCo合金的研究比較少,其中有對(duì)Fe36Co62Ge2合金的研

      究,其制備的材料為45μm片狀粉末,研究了其磁性和機(jī)械性能;有作為新Heusler合金的

      Fe2CoGe的研究,研究了其結(jié)構(gòu)和磁性。但在吸波材料領(lǐng)域,幾乎沒(méi)有對(duì)Ge摻雜的FeCo合金

      的研究。

      發(fā)明內(nèi)容[0005] 本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是:提出一種吸波性能優(yōu)異的耐高溫片狀鐵鈷鍺吸波材料及其制備方法和應(yīng)用,克服FeCo合金硬度大及難以破碎的問(wèn)題,同時(shí)解決低頻下吸波涂層

      較厚和高溫下吸波性能不佳的難題。

      [0006] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明提出的技術(shù)方案是:一種耐高溫的片狀鐵鈷鍺吸波材料的制備方法,包括以下步驟:

      [0007] (1)按照原料中鐵、鈷和鍺的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為6.5:3.5:x分別稱取鐵粒、鈷片和鍺粒作為原料,其中x取值為0.2、0.4、0.6、0.8或1;

      [0008] (2)將步驟(1)中的原料放入真空電弧爐中,先抽取高真空,然后通入高純度氬氣作為保護(hù)氣體,反復(fù)熔煉以保證成分均勻,冷卻,得到塊體合金;

      [0009] (3)將步驟(2)中得到的塊體合金簡(jiǎn)單地手動(dòng)破碎后,放入振動(dòng)球磨機(jī)中進(jìn)行球磨,然后經(jīng)過(guò)濾、干燥得到粉末樣品Fe6.5Co3.5Gex。

      [0010] 優(yōu)選的,步驟(1)中所述吸波材料中鐵、鈷和鍺的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為6.5:3.5:0.2。[0011] 優(yōu)選的,步驟(1)中,所述原料的純度均為99.9%以上,稱量誤差為0.5mg以內(nèi)。[0012] 優(yōu)選的,步驟(2)中,所述高真空度為7×10?4Pa以下。[0013] 優(yōu)選的,步驟(2)中,所述反復(fù)熔煉為經(jīng)熔煉、冷卻之后翻轉(zhuǎn),重復(fù)5次,且每次熔煉持續(xù)1分鐘左右。

      [0014] 優(yōu)選的,步驟(3)中,所述球磨的球磨介質(zhì)為無(wú)水乙醇。[0015] 優(yōu)選的,:步驟(3)中,所述球磨的球磨罐為不銹鋼材質(zhì);所述球磨的球磨球?yàn)檩S承鋼小球;所述球磨的球料比為20:1;所述球磨的時(shí)間為25h。

      [0016] 優(yōu)選的,:步驟(3)中,所述干燥的溫度為70℃;所述干燥時(shí)間5?10min。[0017] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明提出的技術(shù)方案是:上述任一方法制備得到的耐高溫的片狀鐵鈷鍺吸波材料。

      [0018] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明提出的技術(shù)方案是:上述任一方法制備得到的耐高溫的片狀鐵鈷鍺吸波材料應(yīng)用于通訊領(lǐng)域。

      [0019] 本發(fā)明通過(guò)Ge的摻雜,使Fe6.5Co3.5Gex合金呈現(xiàn)片狀結(jié)構(gòu),突破了Snoek極限,提高了其飽和磁化強(qiáng)度和磁導(dǎo)率,增強(qiáng)了微波吸收性能,同時(shí),保持了其高居里溫度。

      [0020] 本發(fā)明的有益效果:[0021] (1)本發(fā)明的制備方法原料成本低,工藝流程簡(jiǎn)單,設(shè)備只需真空電弧爐和振動(dòng)球磨機(jī),無(wú)需其他特殊設(shè)備;

      [0022] (2)本發(fā)明Ge摻雜的片狀Fe6.5Co3.5Gex吸收劑厚度薄、質(zhì)量輕、吸收強(qiáng)度高、吸收頻點(diǎn)低、可使用溫度高

      [0023] (3)本發(fā)明通過(guò)Ge的摻雜,解決了FeCo合金硬度大且難破碎的問(wèn)題,使Fe6.5Co3.5Gex合金呈現(xiàn)明顯的片狀結(jié)構(gòu),利于突破Snoek極限,提高了其飽和磁化強(qiáng)度和磁

      導(dǎo)率,增強(qiáng)了微波吸收性能,同時(shí)還保持了高居里溫度,其居里溫度為850.6℃,在2?18GHz

      頻率范圍具有良好的微波吸收性能,在厚度為2mm時(shí),在5.82GHz出現(xiàn)了吸收峰,最大反射損

      耗達(dá)到了?14.16dB,有效帶寬為2.7GHz;并且在厚度僅為3mm時(shí),吸收峰的頻率已經(jīng)小于

      4GHz,在3.6GHz出現(xiàn)了吸收峰,最大反射損耗達(dá)到了?18.40dB。

      [0024] (4)特別是Fe6.5Co3.5Gex(x=0.2),在涂層厚度為1.5mm就有?10dB以下的反射損耗,在7.92GHz時(shí)反射損耗達(dá)到了?10.80dB,有效帶寬為2.24GHz(6.92?9.16GHz),而其他x

      取值的本發(fā)明吸波材料,在1.5mm達(dá)不到?10dB的吸收效果;并且在不同厚度下,

      Fe6.5Co3.5Gex(x=0.2)的最大反射損耗值均最大。

      [0025] (5)本發(fā)明的吸波材料在通訊領(lǐng)域有一定的應(yīng)用前景,作為吸波涂料,涂覆于電子器件表面,可以解決電磁干擾和電磁污染的問(wèn)題。同時(shí),在雷達(dá)隱身技術(shù)領(lǐng)域,由于本發(fā)明

      的吸波材料具有高居里溫度和低頻下有較強(qiáng)微波吸收能力的特點(diǎn),極可能應(yīng)用于高溫以及

      6GHz以下頻段的場(chǎng)景。

      [0026] (6)本發(fā)明的吸波材料由于顆粒大小僅為1?3μm,作為吸波涂層使用時(shí),可以使涂層具有更薄、更輕的優(yōu)點(diǎn)。

      [0027] 綜上所述,本發(fā)明通過(guò)Ge的摻雜獲得了一種耐高溫的片狀鐵鈷鍺吸波材料,所述吸波材料具有優(yōu)異的高溫特性和微波吸收特性,在微波吸收領(lǐng)域,特別是作為高溫環(huán)境下

      的微波吸收劑具有廣闊的應(yīng)用前景。

      附圖說(shuō)明[0028] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的作進(jìn)一步說(shuō)明。[0029] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例2、5吸波材料Fe6.5Co3.5Gex(x=0.4和1)的X射線衍射圖譜;[0030] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例2吸波材料Fe6.5Co3.5Gex(x=0.4)的掃描電子顯微鏡圖樣;[0031] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例5吸波材料Fe6.5Co3.5Gex(x=1)的掃描電子顯微鏡圖樣;[0032] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例5吸波材料Fe6.5Co3.5Gex(x=1)的差示掃描量熱分析圖樣;[0033] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例1?5吸波材料Fe6.5Co3.5Gex(x=0.2,0.4,0.6,0.8,1)的介電常數(shù)實(shí)部曲線圖;

      [0034] 圖6是本發(fā)明實(shí)施例1?5吸波材料Fe6.5Co3.5Gex(x=0.2,0.4,0.6,0.8,1)的介電常數(shù)虛部曲線圖;

      [0035] 圖7是本發(fā)明實(shí)施例1?5吸波材料Fe6.5Co3.5Gex(x=0.2,0.4,0.6,0.8,1)的磁導(dǎo)率實(shí)部曲線圖;

      [0036] 圖8是本發(fā)明實(shí)施例1?5吸波材料Fe6.5Co3.5Gex(x=0.2,0.4,0.6,0.8,1)的磁導(dǎo)率虛部曲線圖;

      [0037] 圖9是本發(fā)明實(shí)施例1?5吸波材料Fe6.5Co3.5Gex(x=0.2,0.4,0.6,0.8,1)厚度1.5mm下的微波反射損耗曲線圖;

      [0038] 圖10是本發(fā)明實(shí)施例1?5吸波材料Fe6.5Co3.5Gex(x=0.2,0.4,0.6,0.8,1)厚度2mm下的微波反射損耗曲線圖;

      [0039] 圖11是本發(fā)明實(shí)施例1?5吸波材料Fe6.5Co3.5Gex(x=0.2,0.4,0.6,0.8,1)厚度2.5mm下的微波反射損耗曲線圖;

      [0040] 圖12是本發(fā)明實(shí)施例1?5吸波材料Fe6.5Co3.5Gex(x=0.2,0.4,0.6,0.8,1)的厚度3mm下的微波反射損耗曲線圖;

      [0041] 圖13是本發(fā)明實(shí)施例2吸波材料Fe6.5Co3.5Gex(x=0.4)的掃描電子顯微鏡圖樣;具體實(shí)施方式[0042] 實(shí)施例1[0043] 本實(shí)施例Ge摻雜的片狀Fe6.5Co3.5Gex(x=0.2),其制備方法包括以下步驟:[0044] (1)使用精度為0.1mg電子天平按化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為6.5:3.5:0.2,稱取3.1091g鐵粒(純度為99.9%)、1.7665g鈷片(純度為99.9%)和0.1244g鍺粒(純度為99.9%),誤差在

      0.5mg以內(nèi),作為原料。

      [0045] (2)將步驟(1)中原料放進(jìn)在真空電弧爐中,同時(shí)在中心位置放入鈦錠,并抽取至7?4

      ×10 Pa以下的真空度。然后通入高純氬氣作為保護(hù)氣體,熔煉鈦錠,充分吸收爐內(nèi)可能殘

      留的氧氣。之后開(kāi)始熔煉合金,為保證成分均勻,每粒合金需在熔融、冷卻之后翻轉(zhuǎn),重復(fù)5

      次,且每次熔煉持續(xù)1分鐘左右。全部完成之后,待塊體合金完全冷卻,充入空氣,打開(kāi)爐門(mén),

      取出塊體合金。

      [0046] (3)將步驟(2)中取出的塊體合金放入大鋼罐中,簡(jiǎn)單地手動(dòng)破碎成小塊,再放入80ml的不銹鋼球磨罐中,加入軸承鋼小球,球料比20:1,并加入無(wú)水乙醇作為球磨介質(zhì),振

      動(dòng)球磨25小時(shí),然后過(guò)濾、在70℃下經(jīng)5?10min的干燥,得到最終的吸收劑Fe6.5Co3.5Gex(x=

      0.2)。

      [0047] 電磁參數(shù)及微波吸收性能的測(cè)定:將本實(shí)施例吸收劑Fe6.5Co3.5Gex(x=0.2)與石蠟均勻混合,其中粉末樣品的填充比為80%,使用定制模具,壓成外徑7mm,內(nèi)徑3mm的小環(huán)。

      采用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀AgilentE836B結(jié)合同軸線法測(cè)試了不同樣品在2?18GHz頻率范圍內(nèi)的

      S參數(shù),并反演出其電磁參數(shù)。根據(jù)傳輸線理論,仿真計(jì)算材料的反射損耗特性。

      [0048] 實(shí)施例2[0049] (1)使用精度為0.1mg電子天平按化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為6.5:3.5:0.4,稱取3.0337g鐵粒(純度為99.9%)、1.77236g鈷片(純度為99.9%)和0.2427g鍺粒(純度為99.9%),誤差在

      0.5mg以內(nèi),作為原料。

      [0050] (2)將步驟(1)中原料放進(jìn)在真空電弧爐中,同時(shí)在中心位置放入鈦錠,并抽取至7?4

      ×10 Pa以下的真空度。然后通入高純氬氣作為保護(hù)氣體,熔煉鈦錠,充分吸收爐內(nèi)可能殘

      留的氧氣。之后開(kāi)始熔煉合金,為保證成分均勻,每粒合金需在熔融、冷卻之后翻轉(zhuǎn),重復(fù)5

      次,且每次熔煉持續(xù)1分鐘左右。全部完成之后,待塊體合金完全冷卻,充入空氣,打開(kāi)爐門(mén),

      取出塊體合金。

      [0051] (3)將步驟(2)中取出的塊體合金放入大鋼罐中,簡(jiǎn)單地手動(dòng)破碎成小塊,再放入80ml的不銹鋼球磨罐中,加入軸承鋼小球,球料比20:1,并加入無(wú)水乙醇作為球磨介質(zhì),振

      動(dòng)球磨25小時(shí),然后過(guò)濾、在70℃下經(jīng)5?10min的干燥,得到最終的吸收劑Fe6.5Co3.5Gex(x=

      0.4)。

      [0052] 電磁參數(shù)及微波吸收性能的測(cè)定:將本實(shí)施例吸收劑Fe6.5Co3.5Gex(x=0.4)與石蠟均勻混合,其中粉末樣品的填充比為80%,使用定制模具,壓成外徑7mm,內(nèi)徑3mm的小環(huán)。

      采用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀AgilentE836B結(jié)合同軸線法測(cè)試了不同樣品在2?18GHz頻率范圍內(nèi)的

      S參數(shù),并反演出其電磁參數(shù)。根據(jù)傳輸線理論,仿真計(jì)算材料的反射損耗特性。

      [0053] 實(shí)施例3[0054] (1)使用精度為0.1mg電子天平按化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為6.5:3.5:0.6,稱取2.9618g鐵粒(純度為99.9%)、1.6828g鈷片(純度為99.9%)和0.3554g鍺粒(純度為99.9%),誤差在

      0.5mg以內(nèi),作為原料。

      [0055] (2)將步驟(1)中原料放進(jìn)在真空電弧爐中,同時(shí)在中心位置放入鈦錠,并抽取至7?4

      ×10 Pa以下的真空度。然后通入高純氬氣作為保護(hù)氣體,熔煉鈦錠,充分吸收爐內(nèi)可能殘

      留的氧氣。之后開(kāi)始熔煉合金,為保證成分均勻,每粒合金需在熔融、冷卻之后翻轉(zhuǎn),重復(fù)5

      次,且每次熔煉持續(xù)1分鐘左右。全部完成之后,待塊體合金完全冷卻,充入空氣,打開(kāi)爐門(mén),

      取出塊體合金。

      [0056] (3)將步驟(2)中取出的塊體合金放入大鋼罐中,簡(jiǎn)單地手動(dòng)破碎成小塊,再放入80ml的不銹鋼球磨罐中,加入軸承鋼小球,球料比20:1,并加入無(wú)水乙醇作為球磨介質(zhì),振

      動(dòng)球磨25小時(shí),然后過(guò)濾、在70℃下經(jīng)5?10min的干燥,得到最終的吸收劑Fe6.5Co3.5Gex(x=

      0.6)。

      [0057] 電磁參數(shù)及微波吸收性能的測(cè)定:將本實(shí)施例吸收劑Fe6.5Co3.5Gex(x=0.6)與石蠟均勻混合,其中粉末樣品的填充比為80%,使用定制模具,壓成外徑7mm,內(nèi)徑3mm的小環(huán)。

      采用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀AgilentE836B結(jié)合同軸線法測(cè)試了不同樣品在2?18GHz頻率范圍內(nèi)的

      S參數(shù),并反演出其電磁參數(shù)。根據(jù)傳輸線理論,仿真計(jì)算材料的反射損耗特性。

      [0058] 實(shí)施例4[0059] (1)使用精度為0.1mg電子天平按化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為6.5:3.5:0.8,稱取2.8932g鐵粒(純度為99.9%)、1.6438g鈷片(純度為99.9%)和0.4630g鍺粒(純度為99.9%),誤差在

      0.5mg以內(nèi),作為原料。

      [0060] (2)將步驟(1)中原料放進(jìn)在真空電弧爐中,同時(shí)在中心位置放入鈦錠,并抽取至7?4

      ×10 Pa以下的真空度。然后通入高純氬氣作為保護(hù)氣體,熔煉鈦錠,充分吸收爐內(nèi)可能殘

      留的氧氣。之后開(kāi)始熔煉合金,為保證成分均勻,每粒合金需在熔融、冷卻之后翻轉(zhuǎn),重復(fù)5

      次,且每次熔煉持續(xù)1分鐘左右。全部完成之后,待塊體合金完全冷卻,充入空氣,打開(kāi)爐門(mén),

      取出塊體合金。

      [0061] (3)將步驟(2)中取出的塊體合金放入大鋼罐中,簡(jiǎn)單地手動(dòng)破碎成小塊,再放入80ml的不銹鋼球磨罐中,加入軸承鋼小球,球料比20:1,并加入無(wú)水乙醇作為球磨介質(zhì),振

      動(dòng)球磨25小時(shí),然后過(guò)濾、在70℃下經(jīng)5?10min的干燥,得到最終的吸收劑Fe6.5Co3.5Gex(x=

      0.8)。

      [0062] 電磁參數(shù)及微波吸收性能的測(cè)定:將本實(shí)施例吸收劑Fe6.5Co3.5Gex(x=0.8)與石蠟均勻混合,其中粉末樣品的填充比為80%,使用定制模具,壓成外徑7mm,內(nèi)徑3mm的小環(huán)。

      采用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀AgilentE836B結(jié)合同軸線法測(cè)試了不同樣品在2?18GHz頻率范圍內(nèi)的

      S參數(shù),并反演出其電磁參數(shù)。根據(jù)傳輸線理論,仿真計(jì)算材料的反射損耗特性。

      [0063] 實(shí)施例5[0064] (1)使用精度為0.1mg電子天平按化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為6.5:3.5:1,稱取2.8278g鐵粒(純度為99.9%)、1.6066g鈷片(純度為99.9%)和0.5656g鍺粒(純度為99.9%),誤差在

      0.5mg以內(nèi),作為原料。

      [0065] (2)將步驟(1)中原料放進(jìn)在真空電弧爐中,同時(shí)在中心位置放入鈦錠,并抽取至7?4

      ×10 Pa以下的真空度。然后通入高純氬氣作為保護(hù)氣體,熔煉鈦錠,充分吸收爐內(nèi)可能殘

      留的氧氣。之后開(kāi)始熔煉合金,為保證成分均勻,每粒合金需在熔融、冷卻之后翻轉(zhuǎn),重復(fù)5

      次,且每次熔煉持續(xù)1分鐘左右。全部完成之后,待塊體合金完全冷卻,充入空氣,打開(kāi)爐門(mén),

      取出塊體合金。

      [0066] (3)將步驟(2)中取出的塊體合金放入大鋼罐中,簡(jiǎn)單地手動(dòng)破碎成小塊,再放入80ml的不銹鋼球磨罐中,加入軸承鋼小球,球料比20:1,并加入無(wú)水乙醇作為球磨介質(zhì),振

      動(dòng)球磨25小時(shí),然后過(guò)濾、在70℃下經(jīng)5?10min的干燥,得到最終的吸收劑Fe6.5Co3.5Gex(x=

      1)。

      [0067] 電磁參數(shù)及微波吸收性能的測(cè)定:將本實(shí)施例吸收劑Fe6.5Co3.5Gex(x=1)與石蠟均勻混合,其中粉末樣品的填充比為80%,使用定制模具,壓成外徑7mm,內(nèi)徑3mm的小環(huán)。采

      用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀AgilentE836B結(jié)合同軸線法測(cè)試了不同樣品在2?18GHz頻率范圍內(nèi)的S

      參數(shù),并反演出其電磁參數(shù)。根據(jù)傳輸線理論,仿真計(jì)算材料的反射損耗特性。

      [0068] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例2、5吸波材料Fe6.5Co3.5Gex(x=0.4和1)的X射線衍射圖譜;從圖中可以看出,兩個(gè)樣品的衍射圖樣基本相同,分別在44.74°、65.66°、82.42°處各有一衍

      射峰,分別對(duì)應(yīng)于FeCo相的(110)、(200)、(211)晶面,該結(jié)果與PDF#48?1817接近。圖譜中沒(méi)

      有明顯的Ge元素相關(guān)衍射峰,原因是經(jīng)過(guò)25h球磨,Ge進(jìn)入FeCo晶格形成了體心立方(bcc)

      結(jié)構(gòu)的Fe?(Co,Ge)固溶體,同時(shí),44.74°的寬高衍射峰與65.66°和82.42°的弱衍射峰證明

      了無(wú)序的A2相形成。

      [0069] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例2吸波材料Fe6.5Co3.5Gex(x=0.4)的掃描電子顯微鏡圖樣;從圖中可以看出,顆粒呈片狀,大小均勻,尺寸基本為1?3μm。

      [0070] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例5吸波材料Fe6.5Co3.5Gex(x=1)的掃描電子顯微鏡圖樣;從圖中可以看出,顆粒呈片狀,除1?3μm小顆粒外,還有因團(tuán)聚而形成的大顆粒。

      [0071] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例5吸波材料Fe6.5Co3.5Gex(x=1)的差示掃描量熱分析圖樣;從圖中可以看出,樣品從室溫升溫至1000℃過(guò)程中,存在有一個(gè)明顯的放熱峰和一個(gè)吸熱峰,

      說(shuō)明在這個(gè)過(guò)程中存在著兩次相轉(zhuǎn)變。在406.6℃時(shí)有一個(gè)明顯的放熱峰,此時(shí)樣品開(kāi)始發(fā)

      生晶化,析出α?(Fe,Co)相;在850.8℃時(shí)出現(xiàn)一個(gè)明顯的吸熱峰,這個(gè)吸熱峰是由于鐵磁性

      的α?(Fe,Co)轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾判驭?(Fe,Co)引起的,這個(gè)溫度對(duì)應(yīng)于合金樣品的居里溫度。說(shuō)明

      樣品的居里溫度為850.8℃。

      [0072] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例1?5吸波材料Fe6.5Co3.5Gex(x=0.2,0.4,0.6,0.8,1)的介電常數(shù)實(shí)部曲線圖;從圖中可以看到,材料的復(fù)介電常數(shù)實(shí)部除了實(shí)施例1的樣品,都隨頻率的

      增加而減小,利于材料在高頻的阻抗匹配,但實(shí)施例1的樣品的復(fù)介電常數(shù)實(shí)部一直處于一

      個(gè)相對(duì)較低的水平,與其他實(shí)施例樣品相比,低頻區(qū)的阻抗匹配特性更好

      [0073] 圖6是本發(fā)明實(shí)施例1?5吸波材料Fe6.5Co3.5Gex(x=0.2,0.4,0.6,0.8,1)的介電常數(shù)虛部曲線圖;從圖中可以看到,實(shí)施例5的介電常數(shù)虛部存在多個(gè)明顯的共振峰,與樣品

      的多種極化現(xiàn)象引起的極化弛豫損耗有關(guān)。

      [0074] 圖7是本發(fā)明實(shí)施例1?5吸波材料Fe6.5Co3.5Gex(x=0.2,0.4,0.6,0.8,1)的磁導(dǎo)率實(shí)部曲線圖;各實(shí)施例樣品的磁導(dǎo)率實(shí)部都呈現(xiàn)出隨著頻率的增加而減小的趨勢(shì),與材料

      的Snoek極限有關(guān)。

      [0075] 圖8是本發(fā)明實(shí)施例1?5吸波材料Fe6.5Co3.5Gex(x=0.2,0.4,0.6,0.8,1)的磁導(dǎo)率虛部曲線圖;從圖中可以看出,實(shí)施例4樣品與其他實(shí)施例樣品相比,磁導(dǎo)率虛部在2?18GHz

      一直處于較高數(shù)值,因此具有較高的磁損耗能力。

      [0076] 圖9是本發(fā)明實(shí)施例1?5吸波材料Fe6.5Co3.5Gex(x=0.2,0.4,0.6,0.8,1)厚度1.5mm下的微波反射損耗曲線圖;從圖中可以看出,各實(shí)施例樣品在1.5mm厚度時(shí),只有實(shí)施

      例1樣品最大反射損耗達(dá)到了?10dB以下,在7.92GHz時(shí)達(dá)到了?10.80dB,有效帶寬為

      2.24GHz(6.92?9.16GHz)。

      [0077] 圖10是本發(fā)明實(shí)施例1?5吸波材料Fe6.5Co3.5Gex(x=0.2,0.4,0.6,0.8,1)厚度2mm下的微波反射損耗曲線圖;從圖中可以看出,各實(shí)施例樣品厚度在2mm時(shí),實(shí)施例1樣品與其

      他實(shí)施例樣品相比,具有最佳的吸波性能,在5.82GHz時(shí)有最大反射損耗,達(dá)到了?14.16dB,

      有效帶寬為2.7GHz(4.64?7.34GHz)。

      [0078] 圖11是本發(fā)明實(shí)施例1?5吸波材料Fe6.5Co3.5Gex(x=0.2,0.4,0.6,0.8,1)厚度2.5mm下的微波反射損耗曲線圖;從圖中可以看出,各實(shí)施例樣品厚度在2.5mm時(shí),實(shí)施例1

      樣品都具有最好的吸波能力,厚度為2.5mm時(shí)的最大反射損耗在4.42GHz達(dá)到了?16.58dB,

      有效帶寬為2.24GHz(3.56?5.8GHz)。

      [0079] 圖12是本發(fā)明實(shí)施例1?5吸波材料Fe6.5Co3.5Gex(x=0.2,0.4,0.6,0.8,1)的厚度3mm下的微波反射損耗曲線圖;從圖中可以看出,各實(shí)施例樣品厚度在3mm時(shí),實(shí)施例1樣品

      具有最好的吸波能力,最大反射損耗在3.6GHz達(dá)到了?18.40dB,有效帶寬為1.78GHz(2.86?

      4.64GHz)。

      [0080] 本發(fā)明的技術(shù)方案不局限于上述實(shí)施例所述的具體技術(shù)方案,凡采用等同替換形成的技術(shù)方案均為本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。



      聲明:
      “耐高溫的片狀鐵鈷鍺吸波材料及其制備方法和應(yīng)用” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
      我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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