FeSiAlCr微粉的制备及其性能研究

摘要

随着电子技术信息化的发展，各种电器、电子设备的普及，大大增加了电磁波污染，因此很多研究者都在从事抗电磁干扰(EMI)方面的研究工作。对于电磁干扰这方面的研究，科学家目前主要从两方面去提高材料的吸波性能，一是在吸收剂的制备方面，另外是在吸波材料的设计方面。由于Snock极限的限制，在微波频段，铁氧体吸收剂的吸波性能变得很差。在微波低频段，传统的FeSiAl软磁合金材料具有较好的吸波性能，因其具有较高的初始磁导率。金属铬(Cr)是一种反铁磁性金属，可以使合金的电阻率提高，降低其磁晶各向异性，改善FeSiAl的脆性，还可以增加合金材料的塑性。本论文以纯Cr粉与Fe、Si、Al粉为原料，采用机械合金化法制备FeSiAlCr合金，对球磨不同时间后微粉的相结构、电磁参数及吸波性能进行了研究。
　　 FeSiAlCr合金微粉在真空炉里去应力退火后，利用X射线衍射仪、扫描电镜分别研究机械合金化产物的相结构、形貌。利用微波矢量网络分析仪测试0.5-18GHz频段内的电磁参数，并计算反射率。
　　 本课题的研究表明：采用机械合金化方法，球磨时间为80h时制备得到的FeSiAlCr合金微粉呈扁平状，颗粒尺寸约为2um左右。随着球磨时间的不断延长，Si、Al的衍射峰渐渐消失。在80h时，Si、Al和Cr的衍射峰基本消失，是因为Si、Al和Cr渗入铁基体形成了置换固溶体。当Cr含量为2wt％时，微粉吸收剂在微波低频段具有很好的吸波性能，随着球磨时间的增加，反射率的最小值由低频向高频移动，且吸收宽度变窄，球磨80h时微粉的反射率最小，为-25.08dB。通过对不同配方时的合金粉末的电磁参数以及吸波性能的比较发现，Cr适量代替Si，可使合金微粉的反射损耗明显减小；Cr含量增大，更适于在微波低频段的使用，同时其反射损耗会减小；在不含Cr原子的合金微粉中，其微波反射吸收峰值(约-4dB)会比含有Cr原子的合金微粉大很多。