[發明專利]一種C/SiO2/SiC吸波復合材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201110362411.1
• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN102504761A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 李勁;劉洪波;邵南子
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: C09K3/00
• 分類號: C09K3/00;B01J19/24;B01F5/06
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術領域

本發明屬于功能復合材料領域，涉及一種吸波材料及其制備方法，具體涉及一種以炭素材料為基體的吸波復合材料及其制備方法。

背景技術

隨著現代電子代技術的發展，電子產品數量的急劇增加，由此產生的各種電磁波輻射，對環境造成極大的影響。電子產品向外泄露、發射電磁波，形成了電磁波公害、成為嚴重的環境污染。電磁波吸收材料能使電磁波能轉化為熱能或其他形式的能，從而有效的降低、減少電磁污染。吸波材料在電視廣播、微波暗室、電子設備器件、精密儀器等電磁屏蔽方面有廣泛的用途；在衛星通訊系統、雷達系統和移動通訊系統中，配置電磁波吸收體能防止和抑制雜波干擾、輻射，并能夠對波形整形；在微波集成放大器中應用可消除內部噪聲干擾、改善幅頻特性、提高放大器增益。吸波材料對于軍事電子對抗、隱身武器等軍事高科技術的發展也具有十分重要的意義。隨著科學技術的快速發展，對吸波材料提出了吸收率高、吸收頻帶寬、質量輕、厚度薄等方面的要求。

傳統吸波材料有：鐵氧體、金屬微粉、鈦酸鋇等，通常存在吸收頻帶窄、密度大等缺點；新型吸波材料有：納米材料、金屬纖維、“手性”材料、導電聚合物及電路模擬吸波材料等，成本高、制備工藝復雜，應用性差。研究開發新型高性能吸波材料和先進的制備技術，對于現代科學技術的發展具有重要的意義。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種高性能的C/SiO₂/SiC吸波復合材料及其方法。通過調節原材料的配比，可使制備的吸波復合材料在特定微波頻段內如：X波段(8～12GHz)、Ku波段(12～18GHz)，其反射損耗均低于-5dB，最大反射損耗為-12～-38dB，具有高介電損耗性能穩定、厚度相對較薄、以及面密度低等特點。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種C/SiO₂/SiC吸波復合材料，該復合材料通過以下原料和方法制備得到：

(1)將硅烷試劑與基體炭按照質量比為硅烷試劑∶基體炭＝0.1-0.5∶1的比例在20℃-25℃的條件下進行表面吸附處理，然后在管式反應器中進行60℃～160℃固化處理，得到固化復合體；其中，所述硅烷試劑為正硅酸乙酯(TEOS)或γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)，所述基體炭為活性炭、瀝青炭或樹脂炭；

(2)將上述固化復合體進行機械破碎經過篩分后為200～300目粉體；

(3)將上述粉體在裝入管式反應器中，然后將管式反應器放入回轉管式爐中，在墮性氣體保護下進行炭化處理；所述炭化處理采用程序升溫，升溫過程為：以1℃/min～5℃/min的速率升到800-1000℃保溫1-2h，然后以15℃/min～20℃/min的升溫速率升到1200～1400℃保溫2-4h；

步驟(1)和(3)中，所述管式反應器內壁設置2～4條1mm～100mm寬的螺旋片，螺旋片與反應器的中軸線保持20°～60°傾斜角；且管式反應器內壁規則布置有2mm～5mm高度的錐形刀口。

上述復合材料的體積密度為1.2～3.0g/cm³，電阻率為1×10^-2～1×10³Ω·mΩ·m。

一種C/SiO₂/SiC吸波復合材料的制備方法，包括如下具體步驟：

(1)將硅烷試劑與基體炭按照質量比為硅烷試劑∶基體炭＝0.1-0.5∶1的比例在20℃-25℃的條件下進行表面吸附處理，然后在管式反應器中進行60℃～160℃固化處理，得到固化復合體；

(2)將上述固化復合體進行機械破碎得到粉體；

(3)將上述粉體在裝入管式反應器中，然后將管式反應器放入回轉管式爐中，在墮性氣體保護下進行炭化處理；所述炭化處理采用程序升溫，升溫過程為：以1℃/min～5℃/min的速率升到800-1000℃保溫1-3h，然后以15℃/min～20℃/min的升溫速率升到1200～1400℃保溫2-4h；

步驟(1)和(3)中，所述管式反應器內壁設置2～4條1mm～100mm寬的螺旋片，螺旋片與反應器的中軸線保持20°～60°傾斜角；且管式反應器內壁規則布置有2mm～5mm高度的錐形刀口。如圖6-8所示。

所述硅烷試劑優選為正硅酸乙酯或γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

所述基體炭優選為活性炭、瀝青炭和樹脂炭。

所述粉體優選經過篩分后為200～300目的粉體。

所述管式反應器內部還可以放有若干1mm～10mm直徑的鋼珠。