一種鐵酸鋇/氧化鋅復合吸波材料及其制備方法技術

一種鐵酸鋇/氧化鋅復合吸波材料及其制備方法，通過流延法制備xBaFe

Barium barium iron / Zinc Oxide composite wave absorbing material and preparation method thereof

Barium barium titanate / Zinc Oxide composite wave absorbing material and preparation method thereof by preparing xBaFe by casting method

【技術實現步驟摘要】
一種鐵酸鋇/氧化鋅復合吸波材料及其制備方法
本專利技術屬于材料科學領域，涉及一種鐵酸鋇/氧化鋅復合吸波材料及其制備方法。
技術介紹
隨著電子技術、雷達和通信技術的迅速發展，電磁波輻射已成為繼噪聲污染、大氣污染、水污染、固體廢物污染之后的又一大公害。電磁波輻射產生的電磁干擾不僅會影響各種電子設備的正常運行，而且對人類的身體健康也有危害。因此，開發性能良好的電磁波防護材料、進化電磁環境具有非常迫切的科學意義和現實需要。傳統吸波材料具有吸波能力弱、密度大、吸波頻帶窄等缺點，無法滿足新型吸波材料“薄、輕、寬、強”的要求。因此，對傳統吸波材料改進優化的同時，竭力探索新型復合材料是目前吸波材料研究的焦點。吸波材料需要滿足兩個原則：阻抗匹配，電磁波入射到材料表面時能最大程度的進入材料內部；衰減特性，進入材料的電磁波需要迅速有效的衰減。ZnO具有低密度、良好的環境穩定性和高溫穩定性，在GHz頻段內作為一種高效電磁吸波材料受到廣泛的關注。但是，ZnO是介電損耗型的吸波材料因其高的介電常數與磁導率相差太大，單一類型的吸波機制很難同時兼顧介電常數與磁導率的最優匹配，難以與入射電磁波達到阻抗匹配，限制了材料吸波能力的提升，很少單獨使用。因此，綜合多種電磁波衰減機制的復合型吸波材料日益的到重視。通過介電損耗和磁損耗吸波材料進行復合，綜合它們各自的優勢，可以使復合材料獲得更加全面的性能。鐵氧體時研究應用較為廣泛的一種，研究表明：六方晶系磁鉛型鐵氧體吸波性能最好，首先因為六方晶系磁鉛石型鐵氧體具有片狀結構，而片狀吸收劑是最佳形狀；其次，六方晶系磁鉛石型鐵氧體具有較高的磁性各向異性等效場，因而有較高的自然共振頻率片狀是吸收劑的最佳形狀。WeiChen等人采用自蔓延高溫合成法和共沉淀法合成BaFe12O19顆粒，然后通過高能球磨把乙酸鋅水解在BaFe12O19顆粒表面形成BaFe12O19/ZnO復合體。吸波性能測試結果表明，ZnO/CoFe2O4復合體吸波性能有所提高。這主要歸因于BaFe12O19和ZnO的復合，實現了阻抗匹配，充分利用了BaFe12O19鐵氧體的磁損耗和ZnO材料的介電損耗，從而獲得性能優越的吸波劑材料。但是制備工藝比較復雜，吸波性能仍待于提高。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種鐵酸鋇/氧化鋅復合吸波材料及其制備方法，該方法通過流延法制備鐵酸鋇/氧化鋅復合材料，此方法制備的復合材料分散性好，厚度均勻，致密性、吸波性能較好，并且制備方法簡單，可大規模生成。為實現上述專利技術目的，本專利技術采用如下的技術方案：一種鐵酸鋇/氧化鋅復合吸波材料的制備方法，包括以下步驟：1)首先將無水乙醇、丁酮、三油酸甘油酯混合均勻，得到混合溶劑，然后加入聚乙烯醇縮丁醛、鄰苯二甲酸二丁脂和聚乙二醇，進行混合均勻，然后加入BaFe12O19片狀粉體和納米ZnO粉體，混合均勻，得到混合溶液B；2)將混合溶液B倒入流延刮刀中，然后打開自動涂膜機，進行流延，得到膜；然后將膜干燥，得到鐵酸鋇/氧化鋅復合吸波材料；其中，BaFe12O19片狀粉體和納米ZnO粉體按質量百分數計，BaFe12O19的質量百分數為5％～35％。本專利技術進一步的改進在于，混合溶劑中無水乙醇的質量分數是40％，丁酮的質量分數是58.6％，三油酸甘油酯的質量分數是1.4％。本專利技術進一步的改進在于，聚乙烯醇縮丁醛、鄰苯二甲酸二丁脂和聚乙二醇的質量比為1:2.5:2.5。本專利技術進一步的改進在于，干燥是在真空干燥箱中，180～200℃下干燥5～10min。本專利技術進一步的改進在于，步驟1)和步驟2)中的混合均勻均是通過球磨實現的，球磨的轉速為500～600r/min，球磨的時間為2～8h。本專利技術進一步的改進在于，流延過程中，涂膜速度是500～1200mm/min，涂膜厚度是200～250μm。本專利技術進一步的改進在于，BaFe12O19片狀粉體通過以下過程制備：1)按照化學通式BaFe12O19中的摩爾配比，將BaCO3與Fe2O3混合，然后加入熔鹽后通過球磨混合均勻，然后干燥、過60目篩，得到混合粉體A1；其中，BaCO3與Fe2O3的總質量與熔鹽的質量比為1:(1～2)；熔鹽為NaCl；2)將步驟1)所得到的混和粉體A1于1000～1200℃預燒2～4h，洗滌，得到BaFe12O19粉體的前驅體B1；3)按照化學通式BaFe12O19中的摩爾配比，將Fe2O3、BaCl·2H2O混合后，加入熔鹽和BaFe12O19粉體的前驅體B1，球磨混合均勻，得到混合料漿，然后將混合料漿干燥后過60目篩，得到混合粉體C1，再將混和粉體C1于1000～1200℃煅燒2～4h，水洗、干燥，得到在(001)方向上具有取向的BaFe12O19片狀粉體。本專利技術進一步的改進在于，步驟1)中球磨的轉速為500～600r/min，步驟1)中干燥的溫度為80～100℃，干燥的時間為4～8h；步驟3)中熔鹽的質量與Fe2O3與BaCl·2H2O總質量的比為1:(1～2)，BaFe12O19粉體的前驅體B1的質量為BaCl·2H2O、Fe2O3、熔鹽以及BaFe12O19粉體的前驅體B1總質量的5％～15％；其中，熔鹽為BaCl·2H2O。本專利技術進一步的改進在于，納米ZnO粉體通過以下方法制備：按照化學通式ZnO，將5gZn(NO3)2·6H2O加入到超純水中配制成0.167g/mL的Zn(NO3)2·6H2O的水溶液；將3gNa2CO3加入到超純水中配制成0.1g/mL的Na2CO3的水溶液；將Na2CO3的水溶液逐滴滴加到Zn(NO3)2·6H2O的水溶液中，在室溫下攪拌，得到白色膠狀物，然后用去離子水洗滌多次，得到白色凝膠，干燥后于400～600℃預燒2～4h，得到納米ZnO粉體。一種鐵酸鋇/氧化鋅復合吸波材料，該復合材料的化學表達式為xBaFe12O19/(1-x)ZnO，其中x為BaFe12O19的質量百分數，且5％≤x≤35％。與現有技術相比，本專利技術具有的有益效果：本專利技術通過流延法將BaFe12O19片狀粉體和納米ZnO粉體進行復合，其中，BaFe12O19的質量百分數為5％～35％制得吸波性能優異的鐵酸鋇/氧化鋅復合吸波材料，本專利技術采用流延工藝，物料分散均勻而且膜的厚度均一，并且制備所用的流延漿料無毒性，不會對人體造成傷害。本專利技術設備簡單，工藝穩定，可連續操作，生產效率高，可實現高度自動化，降低了成本，材料致密性和均勻性良好，并且制備方法簡單。將本專利技術制備的吸波材料裁剪，熱壓后進行測定，當BaFe12O19質量分數為25％，ZnO質量分數為75％時，飽和磁化強度為7.15emu/g，剩余磁化強度為1.57emu/g，吸波性能最好，最大吸收可達到-35.8dB，-10dB以下的吸收頻帶寬度為3GHz。進一步的，本專利技術中采用出熔鹽法制備出片狀BaFe12O19粉體，有利于BaFe12O19晶粒增大并且按照(001)晶面定向排列。附圖說明圖1為熔鹽法制備的BaFe12O19片狀粉體，1150℃燒結所得的XRD圖。圖2為共沉淀法制備的納米ZnO粉體，400℃燒結所得的XRD圖。圖3為當BaFe12O19的質量百分比為5％，ZnO質量百分比為95％時，流延所得復合材料的SEM圖。圖4為當BaFe12O19的質量百分本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鐵酸鋇/氧化鋅復合吸波材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：1)首先將無水乙醇、丁酮、三油酸甘油酯混合均勻，得到混合溶劑，然后加入聚乙烯醇縮丁醛、鄰苯二甲酸二丁脂和聚乙二醇，進行混合均勻，然后加入BaFe

【技術特征摘要】
1.一種鐵酸鋇/氧化鋅復合吸波材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：1)首先將無水乙醇、丁酮、三油酸甘油酯混合均勻，得到混合溶劑，然后加入聚乙烯醇縮丁醛、鄰苯二甲酸二丁脂和聚乙二醇，進行混合均勻，然后加入BaFe12O19片狀粉體和納米ZnO粉體，混合均勻，得到混合溶液B；2)將混合溶液B倒入流延刮刀中，然后打開自動涂膜機，進行流延，得到膜；然后將膜干燥，得到鐵酸鋇/氧化鋅復合吸波材料；其中，BaFe12O19片狀粉體和納米ZnO粉體按質量百分數計，BaFe12O19的質量百分數為5％～35％。2.根據權利要求1所述的一種鐵酸鋇/氧化鋅復合吸波材料的制備方法，其特征在于，混合溶劑中無水乙醇的質量分數是40％，丁酮的質量分數是58.6％，三油酸甘油酯的質量分數是1.4％。3.根據權利要求1所述的一種鐵酸鋇/氧化鋅復合吸波材料的制備方法，其特征在于，聚乙烯醇縮丁醛、鄰苯二甲酸二丁脂和聚乙二醇的質量比為1:2.5:2.5。4.根據權利要求1所述的一種鐵酸鋇/氧化鋅復合吸波材料的制備方法，其特征在于，干燥是在真空干燥箱中，180～200℃下干燥5～10min。5.根據權利要求1所述的一種鐵酸鋇/氧化鋅復合吸波材料的制備方法，其特征在于，步驟1)和步驟2)中的混合均勻均是通過球磨實現的，球磨的轉速為500～600r/min，球磨的時間為2～8h。6.根據權利要求1所述的一種鐵酸鋇/氧化鋅復合吸波材料的制備方法，其特征在于，流延過程中，涂膜速度是500～1200mm/min，涂膜厚度是200～250μm。7.根據權利要求1所述的一種鐵酸鋇/氧化鋅復合吸波材料的制備方法，其特征在于，BaFe12O19片狀粉體通過以下過程制備：1)按照化學通式BaFe12O19中的摩爾配比，將BaCO3與Fe2O3混合，然后加入熔鹽后通過球磨混合均勻，然后干燥、過60目篩，得到混合粉體A1；其中，BaCO3與Fe2O3的總質量與熔鹽的質...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊海波，韓寧，林營，劉瀟，高淑雅，朱建鋒，王芬，
申請(專利權)人：陜西科技大學，
類型：發明
國別省市：陜西,61