本發明涉及電磁波吸收劑和電磁波吸收材料的研究領域,公開了一種耐濕耐氧化電磁波吸收劑。
背景技術:
隨著科技的進步,電子化、信息化技術的應用得到迅速發展,各種現代電子設備如無線電廣播、電視、手機等快速普及,由電子設備產生的電磁輻射所帶來的信息泄露、損害健康和電磁干擾等問題日益顯現。電磁波吸收材料在解決這一問題中起到了關鍵作用。
電磁波吸收材料通常是由無機吸收劑與塑料、橡膠、膠粘劑、涂料等高分子有機基體組成,高分子基體是吸收劑的載體,吸收劑提供了電磁波吸收所需要的電磁性能,是決定吸波性能優劣的關鍵組分。電磁波吸收劑按損耗機理分為兩類:(1)介電損耗類吸收劑,如炭黑、碳纖維、石墨和SiC纖維等;(2)磁損耗類吸收劑,如鐵氧體、羰基鐵粉和其他磁性金屬微粉等。介電損耗類吸收材料厚度大,吸收頻帶窄,性能相對較差;而磁性吸收劑由于具有高的磁導率和磁損耗,吸波頻帶寬且厚度薄。中國專利CN1923413對磁性吸收劑表面包裹了一層高電阻率的包覆膜,降低了其介電常數;中國專利CN1292632C提供了一種包括軟磁材料的扁平粉末和粘結材料的電磁波吸收劑;中國專利CN101328534采用熔體快淬工藝、高能球磨處理工藝和真空熱處理工藝制備了薄片狀納米晶微波吸收劑,具有較高微波磁導率和磁損耗。已有公開文獻中的金屬吸收劑雖然具有優異的電磁性能,但其耐濕和耐氧化等性能并不能滿足某些特殊場合的使用要求。
發明人在經過大量研究和實驗后發現:在純鐵吸收劑中引入Cr、Mo和Mn等元素可以有效提高其耐濕和耐氧化等性能,同時保持較好的吸波性能。基于上述發現完成本發明。
技術實現要素:
本發明的目的是克服現有技術的不足,提供一種耐濕耐氧化電磁波吸收劑。
本發明解決技術問題采用的技術方案是:
耐濕耐氧化電磁波吸收劑,具有以下的化學成分及質量百分含量:Cr,14%~20%;Mo,0.5%~1.5%;Mn,0.1%~2%;Fe,76.5%~85.4%。
所述耐濕耐氧化電磁波吸收劑可以是塊狀或粉狀Cr、Mo、Mn和Fe等原料經真空熔煉后,采用氣霧化或水霧化方法制備;也可以是將粉末狀Cr、Mo、Mn和Fe等原料置于惰性氣氛保護的球磨罐中,采用高能球磨法制備。
所述耐濕耐氧化電磁波吸收劑經篩分或分級機,控制其粒度小于等于100微米。
所述耐濕耐氧化電磁波吸收劑,采用氣霧化和水霧化方法制備的產品呈球狀,吸收劑粉體典型的掃描電鏡照片分別見圖1和圖2;采用高能球磨方法制備的產品呈片狀,吸收劑粉體典型掃描電鏡照片見圖3。
本發明與現有技術相比具有以下優點:
(1)本發明所提出的耐濕耐氧化電磁波吸收劑,不僅具有良好的耐濕耐氧化性能,同時具有優異的電磁波吸收性能。
(2)本發明所提出的耐濕耐氧化電磁波吸收劑可采用多種方法制備,工藝簡單。
附圖說明
圖1為實施例1所制備耐濕耐氧化電磁波吸收劑典型的SEM照片;
圖2為實施例2所制備耐濕耐氧化電磁波吸收劑典型的SEM照片;
圖3為實施例3所制備耐濕耐氧化電磁波吸收劑典型的SEM照片;
圖4為實施例1制備耐濕耐氧化電磁波吸收劑與硅橡膠所形成的吸波材料的反射率曲線;
圖5為實施例2制備耐濕耐氧化電磁波吸收劑與硅橡膠所形成的吸波材料的反射率曲線;
圖6為實施例3制備耐濕耐氧化電磁波吸收劑與硅橡膠所形成的吸波材料的反射率曲線。
具體實施方式
以下是本發明的具體實施案例,注意這些案例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。
實施例1:
采用氣霧化法制備球狀耐濕耐氧化電磁波吸收劑,控制其化學成分及質量百分含量為Cr,14%;Mo,0.5%;Mn,0.1%;Fe,85.4%。經篩分控制吸收劑粒度小于100微米。
將吸收劑在相對濕度95%、溫度100℃的環境中濕熱氧化24h,按照吸收劑的體積分數為20%制備2.0mm厚硅橡膠基吸波材料,測量其在6-18GHz時的電磁參數和反射率,見圖4。該材料在13-18GHz范圍內反射率均小于-8dB,在13.9-18GHz范圍內反射率均小于-10dB。
實施例2
采用水霧化制備球狀耐濕耐氧化電磁波吸收劑,控制其化學成分及質量百分含量:Cr,20%;Mo,1.5%;Mn,2%;Fe,76.5%。經分級機控制吸收劑粒度小于100微米。
將吸收劑在相對濕度95%、溫度100℃的環境中濕熱氧化24h,按照吸收劑的體積分數為30%制備1.7mm厚硅橡膠基吸波材料,測量其在6-18GHz時的電磁參數和反射率,見圖5。該材料在11.2-18GHz范圍內反射率均小于-8dB,在12.2-18GHz范圍內反射率均小于-10dB。
實施例3:
采用高能球磨法制備片狀耐濕耐氧化電磁波吸收劑,控制其化學成分及質量百分含量:Cr,17%;Mo,1.25%;Mn,1%;Fe,80.75%。經篩分控制吸收劑粒度小于100微米。
將吸收劑在相對濕度95%、溫度100℃的環境中濕熱氧化24h,按照吸收劑的體積分數為30%制備2.0mm厚硅橡膠基吸波材料,測量其在6-18GHz時的電磁參數和反射率,見圖6。該材料在8.6-15.9GHz范圍內反射率均小于-8dB,在9.9-14.9GHz范圍內反射率均小于-10dB。