具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种电磁波吸收材料及其制备方法，能够吸收不同的波段范围的电磁波，提高电磁波的吸收率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

本发明提供了一种电磁波吸收材料，包括：钇(Y)、铁(Fe)和硅(Si)；电磁波吸收材料的化学式为Y₂Fe_17-xSi_x，其中，x的取值范围是1～3。

图1为本发明实施例所提供的电磁波吸收材料制备方法流程图，如图1所示，本发明提供的电磁波吸收材料制备方法，包括：

步骤101：将钇、铁和硅按比例在氩气环境保护下通过速凝技术制得电磁波吸收材料速凝片。

步骤101，具体包括：将2份钇、17-x份铁和x份硅在氩气环境保护下，通过速凝技术制得电磁波吸收材料速凝片，其中，x的取值范围是{1，2，3}。

步骤102：对电磁波吸收材料速凝片进行真空热处理。

其中，真空热处理的处理温度为900℃-1000℃。

步骤103：通过研磨技术将热处理后的电磁波吸收材料速凝片研磨成细粉。

其中，研磨技术为球磨技术或盘磨技术；球磨技术的球料比为10:1，球磨时间为0.5h-10h；盘磨技术的盘磨时间为0.5h-2h。细粉的粒径范围为50nm-50μm。

步骤104：将细粉与电绝缘性高分子材料混合，得到电磁波吸收材料-有机物复合材料。

步骤105：将电磁波吸收材料-有机物复合材料制备成薄板。其中，薄板的厚度小于或者等于2mm。

具体的，将高纯度的Y、Fe和Si按照Y₂Fe₁₆Si的原子比运用速凝技术在辊速为1m/s的条件下得到Y₂Fe₁₆Si速凝片；将Y₂Fe₁₆Si速凝片进行真空热处理(处理温度为950℃，处理时间为24小时)，Y₂Fe₁₆Si晶体结构详见图2的(b)图。

图3为本发明实施例所提供的Y₂Fe_17-xSi_x合金的室温磁化曲线、饱和磁化强度和居里温度曲线图，其中，图3(a)为本发明实施例所提供的Y₂Fe_17-xSi_x合金的室温磁化曲线图，图3(b)为本发明实施例所提供的Y₂Fe_17-xSi_x合金的饱和磁化强度和居里温度曲线图，其中，M表示室温磁化强度，单位为emu/g，Ms表示饱和磁化强度，单位为emu/g，Tc表示居里温度，单位为摄氏度。由图3可知，Y₂Fe₁₆Si₁速凝片具有高磁化率、高的饱和磁化强度和高的居里温度。

运用球磨技术(球料比为10:1，球磨时间为1小时)，获得粒径范围50纳米-50微米的Y₂Fe₁₆Si颗粒。图4为本发明实施例所提供的球磨1h后Y₂Fe₁₆Si细粉的SEM(扫描电子显微镜)扫描图，由图4可知，Y₂Fe₁₆Si细粉为有利于贴附在其他材料的片状结构。将Y₂Fe₁₆Si细粉和石蜡按照比例3:1混合得到Y₂Fe₁₆Si-石蜡复合材料(Y₂Fe₁₆Si-石蜡复合材料属于电磁波吸收材料-有机物复合材料)，将Y₂Fe₁₆Si-石蜡复合材料制成薄板，然后将薄板压制成内径为3mm、外径为7mm的圆柱环，在矢量网络分析仪器上测量圆柱环的复合磁导率和复介电常数，圆柱环的复合磁导率和复介电常数分别如图5和图6所示，其中，f表示频率，单位为GHz，图5中的μ'表示复合磁导率的实部，图5中的μ”表示复合磁导率的虚部，图6中的ε'表示复介电常数的虚部，图6中的ε”表示复介电常数的虚部。将复合材料应用于电磁波吸收领域时以较薄的厚度(厚度小于或等于2mm)涂覆于其他材料表面。

图7为本发明实施例所提供的Y₂Fe₁₆Si细粉和石蜡按照质量比为3：1混合后形成的复合材料的反射损耗曲线图，f表示频率，单位为GHz，图7(a)为Y₂Fe₁₆Si-石蜡复合材料厚度为1.90mm时的反射损耗曲线图，如图7(a)所示,当Y₂Fe₁₆Si-石蜡复合材料的厚度为1.90mm时，吸收范围覆盖X射线全波段(8Hz-12Hz)，在此波段内，复合材料的反射损耗均低于-10dB，这意味着复合材料对此波段电磁波的吸收率大于90％，反射损耗最高可达-33.4dB，而当材料的反射损耗达到-20dB时，电磁波吸收率为99％，也就是说，本发明提供的Y₂Fe₁₆Si-石蜡复合材料对电磁波的吸收率能够超过99％；图7(b)为Y₂Fe₁₆Si-石蜡复合材料厚度为1.38mm时的反射损耗曲线图，如图7(b)所示,当Y₂Fe₁₆Si-石蜡复合材料的厚度为1.38mm时，吸收范围覆盖Ku射线全波段(12Hz-18Hz)，在此波段内，复合材料的反射损耗均低于-10dB，最高能够达-29.2dB，即复合材料对此波段电磁波的吸收率大于90％。

实施例二

本实施例与实施例一的不同点在于，本实施例的球磨时间为2小时。研磨2小时的Y₂Fe₁₆Si细粉和石蜡同样按照比例3:1混合得到Y₂Fe₁₆Si-石蜡复合材料制成同样的圆柱环，在矢量网络分析仪器上测量圆柱环的复合磁导率和复介电常数，圆柱环的复合磁导率和复介电常数分别如图5和图6所示，如图6所示，研磨时间对介电常数影响较大，研磨时间越长，介电常数越大。同样地，通过调节Y₂Fe₁₆Si-石蜡复合材料的厚度，能够使Y₂Fe₁₆Si-石蜡复合材料的吸收范围覆盖不同波段的电磁波(主要指X射全线波段或Ku射线全波段)，且电磁波的吸收率大于90％。

实施例三

本实施例与实施例一的不同点在于，本实施例中Y、Fe和Si按照Y₂Fe₁₅Si₂的原子比制成Y₂Fe₁₅Si₂速凝片。且本实施例使用盘磨技术将Y₂Fe₁₅Si₂速凝片研磨成细粉。Y₂Fe₁₅Si₂晶体结构详见图2的(c)图。由图3可知，Y₂Fe₁₅Si₂速凝片同样具有高磁化率、高的饱和磁化强度和高的居里温度。同样地，通过调节Y₂Fe₁₅Si₂-石蜡复合材料的厚度，能够使Y₂Fe₁₅Si₂-石蜡复合材料的吸收范围覆盖不同波段的电磁波(主要指X射线全波段或Ku射线全波段)，且电磁波的吸收率大于90％。

实施例四

本实施例与实施例三的不同点在于，本实施例中Y、Fe和Si按照Y₂Fe₁₄Si₃的原子比制成Y₂Fe₁₄Si₃速凝片。Y₂Fe₁₄Si₃晶体结构详见图2的(d)图，由图3可知，Y₂Fe₁₄Si₃速凝片同样具有高磁化率、高的饱和磁化强度和高的居里温度。同样地，通过调节Y₂Fe₁₄Si₃-石蜡复合材料的厚度，使Y₂Fe₁₄Si₃-石蜡复合材料的吸收范围覆盖不同波段的电磁波(主要指X射线全波段或Ku射线全波段)，且电磁波的吸收率大于90％。

另外，实施例一至实施例四中使用的电绝缘性高分子材料均为石蜡，将实施例一至实施例四任一实施例中的石蜡替换为聚氨酯、尼龙、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯，polymethyl methacrylate)、橡胶或硝基漆，均能达到如实施例一至实施例四所记载的电磁波吸收效果。

实施例五

本实施例与实施例一的不同点在于，且本实施例使用盘磨技术将Y₂Fe₁₆Si速凝片研磨成细粉，将Y₂Fe₁₆Si细粉和硝基漆按照体积比7:3混合得到Y₂Fe₁₆Si-硝基漆复合材料的浆料，并将浆料涂覆在铝基金属板上并烘干，带有烘干后Y₂Fe₁₆Si-硝基漆复合材料浆料的铝基金属板能够适应更高频率电磁波测验要求。

将带有烘干后Y₂Fe₁₆Si-硝基漆复合材料浆料的铝基金属板进行反射损耗分析。图8为本发明实施例所提供Y₂Fe₁₆Si细粉和硝基漆按照体积比为7:3混合后形成的复合材料的反射损耗曲线图，其中，RL代表反射损耗，单位为dB，横坐标表示电磁波频率，单位为GHz。如图8所示，当Y₂Fe₁₆Si-硝基漆复合材料的厚度为0.85mm时，对于频率在18GHz-32GHz内的高频率电磁波，复合材料的反射损耗均能达到-10dB，最高可达-17dB，也就是说，复合材料对此波段电磁波的吸收率大于90％。

本发明提供的电磁波吸收材料制备方法，向Y₂Fe₁₇中加入硅元素形成Y₂Fe_17-xSi_x，具体的，硅元素的增加对Y₂Fe₁₇结构的影响如图2所示(图2中菱形图案为(203)衍射峰)，随着Si含量的增加，(203)衍射峰逐渐减小直至消失，这是因为Y₂Fe₁₇晶体结构(Y₂Fe₁₇晶体结构详见图2(a))中Fe哑铃与稀土元素Y之间出现了互相替代，当Si元素占比是3份时，Fe哑铃对与Y之间形成了完全的无序替代，这种替代是无序的、没有规律性的，另外，这种无序替代后形成的Y₂Fe_17-xSi_x晶体与Y₂Fe₁₇晶体相比，磁晶各向异性场和矫顽力更低，磁导率更高，更适合做电磁波吸收材料。

使用本发明提供的电磁波吸收材料制备方法，得到新的电磁波吸收材料具有以下优点：第一，提高了电磁波吸收材料的电阻率；第二，Y₂Fe_17-xSi_x经过研磨后，得到的并不是常规的球状细粉，而是更有利于涂覆于其他材料的片状结构的细粉，这体现了它作为电磁波吸收材料的优势；第三，将Y₂Fe_17-xSi_x与石蜡按照比例3:1混合得到Y₂Fe₁₆Si-石蜡复合材料，在厚度小于2mm时，吸收的电磁波波段范围增大，原有的Y₂Fe₁₇能够吸收的波段范围约为(8Hz-10Hz)，不能覆盖X射线全波段(8Hz-12Hz)，也不能吸收Ku射线波段的电磁波，而本发明提供的电磁波吸收材料通过调节厚度能够将电磁波吸收范围扩大到X射线全波段或Ku射线全波段，同时具有极高的电磁波吸收率；第四，将硝基漆作为电绝缘性高分子材料，与Y₂Fe_17-xSi_x混合得到的复合材料能够制成适应更高频率电磁波测验要求的测试板，测试结果显示，Y₂Fe_17-xSi_x不但能够吸收频率在18GHz-32GHz范围内的高频率电磁波，而且对频率在18GHz-32GHz范围内的高频率电磁波吸收率大于90％，显示出吸收频率范围宽的特点，吸收率大于90％。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。