[發明專利]含石墨烯納米片層無機非金屬復合吸波材料、制備和應用

有效

• 申請號: 201010163321.5
• 申請日: 2010-04-29
• 公開（公告）號: CN101823881A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 王連軍;范宇馳;江莞
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C04B35/52
• 分類號: C04B35/52;C04B35/10;C04B35/584;C04B35/14;C04B35/622
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達;謝文凱

1.一種含石墨烯納米片層的無機非金屬復合吸波材料，該材料包括：石墨烯納米片層，無機非金屬，石墨烯納米片層體積比占整個無機非金屬復合吸波材料的0.1％～50％；所述無機非金屬為二氧化硅SiO₂、氧化鋁Al₂O₃、氮化硅Si₃N₄、石英玻璃或石英纖維復合陶瓷材料。

2.根據權利要求l所述的一種含石墨烯納米片層的無機非金屬復合吸波材料，其特征在于：所述的無機非金屬復合吸波材料，包括：氧化鋁粉末和石墨烯，其質量比為99％：l％。

3.根據權利要求l所述的一種含石墨烯納米片層的無機非金屬復合吸波材料，其特征在于：所述的無機非金屬復合吸波材料，包括：氮化硅Si₃N₄和石墨烯，其質量比為95％：5％。

4.根據權利要求l所述的一種含石墨烯納米片層的無機非金屬復合吸波材料，其特征在于：所述的無機非金屬復合吸波材料，包括：二氧化硅SiO₂和石墨烯，其質量比為97％：3％。

5.根據權利要求l所述的一種含石墨烯納米片層的無機非金屬復合吸波材料，其特征在于：所述石墨烯納米片層為l層至30層石墨烯，石墨烯納米片層的厚度為0.34nm～10.2nm，石墨烯指由碳原子按照六邊形緊密排列而成的二維材料。

6.根據權利要求5所述的一種含石墨烯納米片層的無機非金屬復合吸波材料，其特征在于：所述石墨烯為單層的石墨，厚度為0.34nm-0.36nm。

7.如權利要求1所述的一種含石墨烯納米片層的無機非金屬復合吸波材料的制備方法，包括：

(1)將石墨烯納米片層與無機非金屬混合；

(2)將上述混合好的粉體采用常壓燒結、熱壓燒結、熱等靜壓燒結或者放電等離子體燒結進行燒結；

所述常壓燒結，使用馬弗爐作為燒結設備，燒結溫度范圍為1200～1500℃，燒結時間在l～20小時；熱壓燒結，燒結溫度范圍為1350～1600℃，燒結壓力為20～30MPa，燒結時間在l80～230分鐘；熱等靜壓燒結，燒結溫度范圍為1400～1500℃，燒結壓力為l00～200MPa，燒結時間在200～250分鐘；放電等離子燒結，燒結溫度范圍為1250～1500℃，燒結壓力為30～60MPa，燒結時間在15～30分鐘。

8.根據權利要求7所述的一種含石墨烯納米片層的無機非金屬復合吸波材料的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)中的混合方式為：將質量百分比l％石墨置于熱感應爐中，1分鐘內升溫至1300℃，然后冷卻至室溫，將所得蠕蟲狀石墨在研缽中研磨后，與質量百分比99％的氧化鋁粉末混合，濕磨，球磨，之后烘干；

或混合方式為：將質量百分比5％石墨置于抽真空的密封玻璃管中，在微波爐中加熱15到60秒，然后冷卻至室溫，將所得蠕蟲狀石墨研磨，與Si₃N₄粉末混合，濕磨，球磨，之后烘干；?

或混合方式為：在0.15g石墨中加入5g過硫酸鉀K₂S₂O₈，5g五氧化二磷P₂O₅和30ml濃硫酸，在80℃攪拌4.5小時后，加入去離子水，用濾膜過濾并水洗至pH值呈中性，然后烘干；之后加入l00ml濃硫酸和6g高錳酸鉀KMnO₄，整個混合過程需要在冰浴中進行；然后將混合物在35℃攪拌5天，之后加入lL去離子水攪拌2小時，再緩慢加入50m130％過氧化氫水溶液，用濾膜過濾并用10％鹽酸清洗，再用去離子水清洗至pH值呈中性，最后透析，得氧化石墨：

將上述氧化石墨按照5％的質量比加入到硅溶膠中，超聲分散，然后逐滴加入2M的氨水直到凝膠形成，將形成的凝膠在l00℃干燥后，球磨至顆粒小于200目。

9.如權利要求1所述的一種含石墨烯納米片層的無機非金屬復合吸波材料應用在導彈、戰斗機、電視廣播通訊、微波暗室領域。?