一种磁性碳化硅颗粒、制备方法及应用

摘要

本发明涉及一种磁性碳化硅颗粒、制备方法及应用，属于陶瓷材料制备技术领域。所述制备方法包括：将碳化硅和铁磁粉混合形成原料粉体；以所述原料粉体总质量为100wt％计，碳化硅颗粒占比为40‑50wt％，铁磁粉占比为50‑60wt％；将所述原料粉体通过球磨粉碎，制得铁磁粉局部包覆在碳化硅表面，得到所述磁性碳化硅颗粒。本发明的磁性碳化硅颗粒原料易得、工艺简单，制备而成的磁性碳化硅颗粒，其电磁性能优异，可以在抛光、电磁防护领域得到广泛的应用。

权利要求

1.一种磁性碳化硅颗粒的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、将碳化硅和铁磁相粉体混合形成原料粉体；以所述原料粉体总质量为100wt％计，碳化硅粉体占比为40‑50wt％，铁磁相粉体占比为50‑60wt％；所述碳化硅的粒径为30～

80μm，所述铁磁相的粒径为30～70μm；所述碳化硅和铁磁相粉体的质量比为1：(1～1.5)；

步骤二、将步骤一所得原料粉体置于球磨机中，经过球磨，使得铁磁相粉体局部包覆在碳化硅表面，得到所述磁性碳化硅颗粒；

步骤二中所述球磨的转速为200～260pm，时间为30h；所述球磨的球料比为(8～10)：1，装填系数为0.4～0.6。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述球磨的转速为250pm。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述铁磁相粉体包括铁基、镍基、钴基合金粉以及它们彼此形成的合金粉。

4.根据权利要求1‑3任意一种所述的制备方法制备的磁性碳化硅颗粒。

5.根据权利要求4所述的磁性碳化硅颗粒在抛光、电磁防护领域中的应用。

说明书

一种磁性碳化硅颗粒、制备方法及应用

技术领域

[0001] 本发明属于陶瓷材料制备技术领域，具体涉及一种磁性碳化硅颗粒、制备方法及应用。

背景技术

[0002] 碳化硅是一种典型的共价键化合物，碳化硅陶瓷具有力学性能优异、热稳定好等特点，作为一种性能优异的第三代半导体，其在高频、高功率器件等领域具有良好的应用前景。铁磁相Fe、Co、Ni等及其复合材料具有优异的磁性。

[0003] 铁磁相结合碳化硅复合材料，结合了两种材料的高强度、耐腐蚀、抗冲击等优势，并且能使得碳化硅局部包覆铁磁相，获得具有磁性碳化硅粉末具有重要的科研价值。基于碳化硅和铁磁相的吸波性能，通过一定的设计研究得到的磁性碳化硅颗粒，在电磁防护领域显示出了广阔的应用前景。

[0004] 当前，磁性碳化硅颗粒不易制备、产量少、磁性不明显成为首要解决的问题。

发明内容

[0005] 为了解决现有技术中磁性碳化硅颗粒不易制备、产量少、磁性不明显的问题，本发明的目的在于提供一种磁性碳化硅颗粒的制备工艺，该工艺将铁磁粉和碳化硅经过球磨处理后，使得铁磁粉局部包覆在碳化硅表面，得到所述磁性碳化硅颗粒。制备而成的磁性碳化硅颗粒，其电磁性能优异，可以在抛光、电磁防护领域得到广泛的应用。

[0006] 本发明采用的具体方案为：

[0007] 本发明的第一方面是提供一种磁性碳化硅颗粒的制备方法，包括以下步骤：

[0008] 步骤一、将碳化硅和铁磁相粉体混合形成原料粉体；以所述原料粉体总质量为100wt％计，碳化硅粉体占比为40‑50wt％，铁磁相粉体占比为50‑60wt％；

[0009] 步骤二、将步骤一所得原料粉体置于球磨机中，经过球磨，使得铁磁粉局部包覆在碳化硅表面，得到所述磁性碳化硅颗粒；

[0010] 步骤二中所述球磨的转速为200～260pm，时间为30h；所述球磨的球料比为(8～10)：1，装填系数为0.4～0.6。

[0011] 优选地，所述球磨的转速为250pm。

[0012] 优选地，所述碳化硅的粒径为30～80μm。

[0013] 优选地，所述铁磁相的粒径为30～70μm。

[0014] 优选地，所述铁磁粉包括铁基、镍基、钴基合金粉以及它们彼此形成的合金粉。

[0015] 优选地，所述碳化硅和铁磁粉的质量比为1：(1～1.5)。

[0016] 本发明的第二方面是提供上述制备方法制备的磁性碳化硅颗粒。

[0017] 本发明的第三方面是提供所述磁性碳化硅颗粒在电磁防护领域中的应用。

[0018] 本发明与现有技术相比，其有益效果为：

[0019] (1)本发明的磁性碳化硅颗粒的制备方法将铁磁粉和碳化硅经过球磨处理后制备得到磁性碳化硅颗粒。制备而成的磁性碳化硅颗粒，其电磁性能优异，可以在抛光、电磁防护领域得到广泛的应用。

[0020] (2)本发明的磁性碳化硅颗粒原料易得、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。

附图说明

[0021] 图1为本发明实施例1所制备的磁性碳化硅颗粒的扫描电镜图；

[0022] 图2为本发明实施例1、2所制备的磁性碳化硅颗粒不同碳化硅含量介电常数实部；

[0023] 图3为本发明实施例1、2所制备的磁性碳化硅颗粒不同碳化硅含量介电常数虚部；

[0024] 图4为本发明实施例1、2所制备的磁性碳化硅颗粒不同碳化硅含量磁导率实部；

[0025] 图5为本发明实施例1、2所制备的磁性碳化硅颗粒不同碳化硅含量磁导率虚部。

具体实施方式

[0026] 本发明提供了一种磁性碳化硅颗粒的制备方法，包括以下步骤：

[0027] S1：将碳化硅及铁磁粉均匀混合形成原料粉体；

[0028] S2：将所述原料粉体置于球磨机中，球磨粉碎，制得铁磁粉局部包覆在碳化硅表面，得到所述磁性碳化硅颗粒。

[0029] 在本发明中，若无特殊说明，所采用的原料均为本领域常规市售产品。

[0030] 在本发明中，所述碳化硅的粒径优选为30～80μm。

[0031] 本发明所提供的磁性碳化硅颗粒，铁磁粉局部包覆在碳化硅表面。

[0032] 在本发明中，所述碳化硅和铁磁相的质量比优选为1：(1～1.5)。在本发明中，所述铁磁粉优选包括铁基、镍基、钴基合金粉以及它们彼此形成的合金粉，在本发明实施例中进一步优选为镍铁钼粉。在本发明中，所述铁磁相的粒径优选为30～70μm。

[0033] 在本发明中，所述球磨的磨球优选为氧化锆球或钢球，所述磨球的粒径优选为8～10mm；所述球磨的球料比优选为(8～10)：1，即所述碳化硅和铁磁相的混合物的质量与所述磨球的质量比优选为1：(8～10)。在本发明中，所述球磨的装填系数优选为0.4～0.6；所述球磨的转速优选为200～260rpm，进一步优选为250rpm；所述球磨的时间优选为30h。在本发明中，所述球磨优选在球磨机中进行。

[0034] 将碳化硅及铁磁相粉体均匀混合形成原料粉体，置于球磨机中，铁磁粉与碳化硅颗粒在磨球的不断冲击下，铁磁粉局部包覆在碳化硅表面。

[0035] 下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适范围内的选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。

[0036] 实施例1

[0037] 按质量比为1：1的比例，将20g粒径为74μm的碳化硅和20g粒径为50μm的镍铁钼粉混合，进行球磨，球磨介质为钢球或氧化锆球，所述氧化锆球或钢球的粒径为5～10mm，球料比为10：1，装填系数为0.4，转速为250rpm，球磨30h后，得到粒径数百纳米～3μm内的磁性碳化硅颗粒。

[0038] 利用扫描电子显微镜对本实施例提供的磁性碳化硅颗粒的形貌进行测试分析。

[0039] 测量本实施例磁性碳化硅颗粒的介电常数和磁导率，并与实施例2提供的不同碳化硅含量进行对比。

[0040] 测定介电常数和磁导率的试验步骤如下：

[0041] 将本实施例的磁性碳化硅颗粒与石蜡以质量比为85：15的比例混合搅拌，磨成粉末；将粉末放入模具中制备成内径为3mm外径7mm的圆环试样，采用现有常规的“同轴法”测量电磁参数，同轴测量夹具(空气线)通过两根同轴电缆与矢量网络分析仪的两个测试端口相连，由矢量网络分析仪测量含样品夹具的网络传输参数和网络反射参数，由此获得其介电常数和磁导率。

[0042] 上述试验结果如图1、图2、图3、图4、图5所示。图1为本发明实施例1所制备的磁性碳化硅颗粒的扫描电镜图，图中黑色部分为硬质相，白色部分为铁磁相，从图1可以看出来，铁磁粉局部包覆在碳化硅表面，且镍铁钼粉的分布均匀。

[0043] 实施例2

[0044] 按质量比为1：1.5的比例，将20g粒径为74μm的碳化硅和30g粒径为50μm的镍铁钼粉混合，进行球磨，球磨介质为钢球或氧化锆球，所述氧化锆球或钢球的粒径为5～10mm，球料比为10：1，装填系数为0.4，转速为250rpm，球磨30h后，得到粒径数百纳米～3μm内的磁性碳化硅颗粒。

[0045] 测量本实施例磁性碳化硅颗粒的介电常数和磁导率，并与实施例1提供的不同碳化硅含量进行对比。

[0046] 测定介电常数和磁导率的试验步骤如下：

[0047] 将本实施例的磁性碳化硅颗粒与石蜡以质量比为85：15的比例混合搅拌，磨成粉末；将粉末放入模具中制备成内径为3mm外径7mm的圆环试样，采用现有常规的“同轴法”测量电磁参数，同轴测量夹具(空气线)通过两根同轴电缆与矢量网络分析仪的两个测试端口相连，由矢量网络分析仪测量含样品夹具的网络传输参数和网络反射参数，由此获得其介电常数和磁导率。

[0048] 上述试验结果如图2、图3、图4、图5所示。

[0049] 对照例

[0050] 按质量比为1：5的比例，将10g粒径为74μm的碳化硅和50g粒径为50μm的镍铁钼粉混合，进行球磨，球磨介质为钢球或氧化锆球，所述氧化锆球或钢球的粒径为5～10mm，球料比为10：1，装填系数为0.4，转速为250rpm，球磨30h后，得到的是碳化硅嵌入金属粉末的结构。

[0051] 综上所述，本发明采用球磨机对碳化硅和镍铁钼粉进行球磨，实现磁粉局部包覆在碳化硅表面，达到获得一种磁性碳化硅颗粒的目的。通过调节碳化硅和镍铁钼粉的质量占比可以实现对微波吸收性能的改善。为磁性碳化硅表面改性技术提供了一种全新的途径。

[0052] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。