本發(fā)明屬于微波吸收材料技術領域，特別是涉及一種3d打印各向異性微波吸收體及其制備方法。

背景技術：

近年來，“增材制造”和“3d打印”等快速成型技術迅速發(fā)展，并與傳統(tǒng)制造技術相結(jié)合，由最初的只適合于木料，樹脂，塑料等原材料的快速成型，發(fā)展到金屬、高溫合金等大型、復雜結(jié)構件的低成本、短周期、近凈成型制造的新技術途徑。該技術是一種變革性的數(shù)字化成型技術，能夠大幅度提高生產(chǎn)效率、降低成本、實現(xiàn)產(chǎn)品的多樣性。3d打印技術以數(shù)字化的方式呈現(xiàn)物理世界，成為連接虛擬世界和實體世界的橋梁，使人工智能從計算機拓展到現(xiàn)實世界，將帶來制造領域革命性的的技術進步。

盡管3d打印成型技術在先進制造、新能源和醫(yī)學等領域體現(xiàn)出了巨大的發(fā)展?jié)摿?，但其可選用的原料種類還比較有限，只適用于有限材料和相對簡單成型件的加工。在實際應用過程中，由單質(zhì)或均質(zhì)材料構成的零件難以滿足對功能和性能的要求，因此，研究開發(fā)異質(zhì)結(jié)構實體(heterogeneousobject，heo)的3d打印成型技術成為研究熱點之一。

人造型異質(zhì)實體分為裝配型和合成型。裝配型異質(zhì)實體由多個不同材料零件組裝形成，各個組件是由單一材料制作，各個組件的材料之間不發(fā)生耦合或者滲透。合成型異質(zhì)實體則是通過化學反應、物理處理、基因工程等方法獲得的具有多相材料的非均質(zhì)物體，如梯度功能材料，其組成結(jié)構和性能在材料厚度或者長度方向連續(xù)或者準連續(xù)變化。

近年來，電磁器件的工作頻率越來越高，不同波段形成的電磁污染需要微波吸收體具有更寬的吸波頻帶，因此，開發(fā)寬頻段的微波吸收材料已成為當前工作的重點?，F(xiàn)有技術中，中國專利cn101065009a，cn201410638234和cn201010230672報道的3d金屬合金，易面型稀土金屬間化合物及雙相納米晶高頻軟磁材料具有高的磁晶各向異性場，可以大幅提高材料的共振頻率，但是傳統(tǒng)方法制備的顆粒均為各向同性的顆粒。cn200910140535報道了一種磁場取向片狀軟磁復合材料用于制備高頻微波磁性材料的方法。這些微波吸收劑及制備方法制備的微波吸收體，其共振頻率范圍均比較窄，只滿足一定頻率范圍內(nèi)的吸波性能。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供3d打印各向異性微波吸收體及其制備方法，解決了微波吸收劑及制備方法制備的微波吸收體的共振頻率范圍較窄等問題；可實現(xiàn)寬頻帶微波吸收體的制備。

本發(fā)明3d打印各向異性微波吸收體，采用具有易面各向異性磁粉，該微波吸收體為半連續(xù)或者連續(xù)取向變化的各向異性吸波體：

該微波吸收體采用如下工藝制備：制粉→取向成型為片層→片層切割為所需形狀的單元片層→各個單元片層逐層堆垛固化。

所述易面各向異性磁粉為平均粒度1-5μm的的易面磁晶各向異性稀土金屬間化合物，易面磁晶各向異性鐵氧體以及易面形狀各向異性3d金屬合金中的一種或幾種。

一種3d打印各向異性微波吸收體的制備方法，包括如下步驟：

a.裝粉：將具有易面各向異性的磁粉經(jīng)過粗破碎，球磨或氣流磨等方法破碎至平均粒度在1-5μm的粉末，然后將磁粉與粘結(jié)劑混合均勻，混合后的粉末由供料系統(tǒng)添加到模具中；

b.取向成型：上下壓頭相向移動預壓制粉末，通過上下極頭添加磁場，然后進行成型壓制，形成具有取向的微波吸收片；

c.切割：將取向后的吸波片進行切割，加工成所需形狀的單元片層，然后重復步驟a-c，制備不同取向的吸波片；

d.逐層堆垛固化：將切割后的吸波片逐層堆垛固化；

步驟a中所述的粘接劑為聚酰胺、不飽和聚酯、丙烯酸酯、硫醇、乙烯聚合物、環(huán)氧樹脂中的一種，粉末與粘接劑的體積比為99.5:0.5-0.5:99.5。

步驟b中，磁場強度為0.1-3t。

步驟d中，采用逐層堆垛并固化微波吸收片，最終形成具有一定形狀的三維實體。

各向異性微波吸收體的各個微波吸收片的取向通過充磁方向進行調(diào)整，從而形成半連續(xù)或者連續(xù)取向變化的各向異性微波吸收體。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1的梯度復合微波吸收體的結(jié)構示意圖

圖2為本發(fā)明實施例1的復數(shù)磁導率隨頻率的變化。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式做進一步的詳細描述：

將具有易面各向異性的sm2fe14b鑄錠進行熔體快淬，快淬后的薄帶在正己烷保護下用瑪瑙研缽研磨成大約50‐60微米的顆粒。然后將顆粒用行星式球磨機加入100ml異丙醇和0.2ml酞酸酯偶聯(lián)劑濕磨，球料比為20∶1，球磨速度為400轉(zhuǎn)/分鐘，采用正反轉(zhuǎn)交替球磨的方式，間隔球磨時間為1小時，球磨總時間設定為16小時，顆粒尺寸平均為3‐4微米，最后將樣品烘干。

烘干后的磁粉與粘接劑混合均勻，混合后由供料系統(tǒng)添加到模具中，通過上下壓頭在磁場下壓制成型，形成具有磁粉取向的微波吸收片，吸波片厚度為0.5mm。按照所需要的取向方向?qū)ξㄆM行切割。最后將切割后的單元片逐層堆垛固化，最終形成磁場取向三維打印各向異性sm2fe14b微波吸收體。其高頻磁性如圖2所示。

技術特征：

技術總結(jié)
一種3D打印各向異性微波吸收體及其制備方法，屬于微波吸收技術領域。該微波吸收體采用具有易面各向異性的磁粉制備，包括易面磁晶各向異性的稀土金屬間化合物材料，鐵氧體材料以及易面形狀各向異性的3d金屬合金材料中的一種或幾種。該微波吸收體為半連續(xù)或者連續(xù)取向變化的各向異性微波吸收片。該微波吸收體采用如下工藝制備：制粉→取向成型為片層→片層切割為所需形狀的單元片層→各個單元片層逐層堆垛固化。優(yōu)點在于,實現(xiàn)了3D打印各向異性微波吸收體的制備，通過調(diào)整取向磁場的方向，實現(xiàn)對吸波片取向方向的控制，克服了傳統(tǒng)吸波體取向方向不能連續(xù)變化的缺點，實現(xiàn)了同一吸波體中取向方向連續(xù)或半連續(xù)變化。

技術研發(fā)人員：韓瑞;李衛(wèi);董生智;周棟;陳紅升
受保護的技術使用者：鋼鐵研究總院
技術研發(fā)日：2017.07.04
技術公布日：2017.10.17