[發明專利]氧化鈷/碳復合納米吸波材料及其制備方法

無效

• 申請號: 200910112780.8
• 申請日: 2009-11-10
• 公開（公告）號: CN101728045A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 江智淵;劉晶;匡勤;鄭蘭蓀
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H01F1/12
• 分類號: H01F1/12;H01F1/36;C01G51/04;C01B3/02
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及一種鐵磁/介電復合納米吸波材料，尤其是涉及一種以具有鐵磁性的氧化鈷為 內核、具有介電性的非晶碳或石墨碳為外殼的核/殼型復合納米吸波材料及其制備方法。

背景技術

吸波材料在軍事領域有著廣泛的應用，已經成為各國軍事裝備隱身技術研究的關鍵；而 且隨著電子工業的發展，電磁輻射的危害日益嚴重，電磁輻射已成為繼大氣污染、水污染和 噪音污染之后的第四污染源，對生態環境和人體健康造成了嚴重危害，使用吸波材料是解決 電磁污染危害的有效途徑。因此對吸波材料的研究具有非常重要的意義。理想的吸波材料應 該具有強吸收、寬頻段、厚度薄和質量輕等特點，為了更好地滿足這些要求，制備新型納米 復合吸波材料成為了當前的研究熱點。

從目前的吸波材料的發展狀況來看，一種類型的材料很難滿足日益提高的隱身技術所提 出的“薄、輕、寬、強”的綜合要求，介電型吸波材料與磁性吸波材料主要覆蓋范圍分別在厘 米波段的低端和高端，因此需要將多種吸波材料進行多種形式的復合來獲得最佳隱身效果， 提高吸波性能。鐵磁/介電納米復合雙相吸波材料綜合發揮了兩種材料的優異性能。此外，鐵 磁/介電復合結構中存在著大量的異質界面，能夠產生多重折射-多重吸收和界面極化等電磁損 耗機制，所以鐵磁/介電納米復合材料具有巨大的發展空間和良好的應用前景。鐵磁/介電納米 復合材料，如α-Fe/Fe₃B/Y₂O₃復合顆粒、Fe/CNT等顯示出了優秀的吸波性能，但由于含有多 相吸波體的單層吸波材料雖然是最理想的吸波材料，若要直接獲得，從原理和技術上都是很 困難的。

在目前該領域的研究中，主要通過氣相沉積(Che，R.C.；Peng，L.M.；Duan，X.F. Microwave?absorption?enhancement?and?complex?permittivity?and?permeability?of?Fe?encapsulated? within?carbon?nanotubes[J].Adv.Mater，2004，16(5)：401.)、電弧放電(Liu，X.G.；Geng，D.Y.； Zhang.Z.D.Microwave-absorption?properties?of?ZnO-coated?iron?nanocapsules[J].Appl.Phys. Lett，2008，92：1731171.)、熱處理-球磨(Liu，J.R.；ltoh，M.；Machida.K.I.Elecrtomagnetic?wave? absorption?properties?of?α-Fe/Fe₃B/Y₂O₃?nanocomposites?in?gigahertz?range[J].Appl.Phys.Lett， 2000，83(19)：4017.)等方法來制備鐵磁/介電納米復合材料，這些方法工藝復雜，反應條件相 對苛刻，操作過程相對繁瑣，且產率較低，從而在實際應用中受到了一定程度的限制。

發明內容

本發明的目的是提供一種氧化鈷/碳復合納米吸波材料及其制備方法。

本發明所述氧化鈷/碳復合納米吸波材料為核殼結構，內核為鐵磁性氧化鈷內核，外殼為 碳層，內核包覆于外殼中；所述鐵磁性氧化鈷內核為氧化鈷納米顆粒，或納米片，或由納米 顆粒或納米片構成的聚集體，所述鐵磁性氧化鈷內核的粒徑為10～300nm；所述碳層為非晶 碳層，或石墨碳層，或非晶碳與石墨碳混合碳層，所述碳層的厚度為1～100nm。

本發明所述氧化鈷/碳復合納米吸波材料的制備方法包括以下步驟：

1)將鈷鹽加入溶劑中，鈷鹽溶解后，裝入反應釜中；

2)將反應釜裝入外套，加熱；

3)待反應釜自然冷卻到室溫后，取出上層清液，離心分離下層沉淀，清洗，烘干，即得 片狀/花狀氫氧化鈷前驅物。

4)在石英管中將前驅物與油胺混合，溶解后把石英管插入管式爐中加熱，恒溫至少20min 后將石英管取出，加入無水乙醇，靜置，離心分離沉淀，清洗沉淀后烘干，即得氧化鈷/碳鐵 磁/介電復合納米吸波材料，該產物是一種鐵磁/介電復合納米材料，內核為具有鐵磁性的氧化 鈷內核，外殼為具有介電性的非晶碳層或石墨碳層以及非晶碳與石墨碳的混合層，內核包覆 于外殼中。