[發明專利]一種利用磁流體制備吸波材料的方法

有效

• 申請號: 201410019456.2
• 申請日: 2014-01-16
• 公開（公告）號: CN103753881A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 邵慧萍;劉萬斌;趙子粉;林濤;郭志猛;王志
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B32B9/04
• 分類號: B32B9/04;B32B27/06;B32B27/20;C09D163/00;C09D7/12
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

發明領域

本發明涉及一種利用磁流體制備吸波材料的方法，屬于吸波材料領域。

發明背景

吸波材料，指能吸收投射到它表面的電磁波能量的一類材料。在工程應用上，除要求吸波材料在較寬頻帶內對電磁波具有高的吸收率外，還要求它具有質量輕、耐溫、耐濕、抗腐蝕等性能。近年來，隨著各種電器的普及，電子計算機、通訊衛星、高壓輸電網和一些醫用設備等的廣泛應用，由此帶來的輻射污染也越來越嚴重，為此必須進行必要的防護進行吸波。電磁吸波材料按照應用形式可分為涂敷型材料和結構型復合材料。電磁吸波涂敷型材料是由導電填料、樹脂粘結劑、溶劑和添加劑組成，其工藝簡單，可噴涂、刮涂、刷涂等，無需特殊設備，成本相對較低，因而得到廣泛的應用。

根據填料種類的不同，可分為銀系、碳系、鎳系和銅系電磁吸波涂料等。其中鎳系涂料吸收和散射的能力強，磁矢量的衰減幅度大。因為鎳具有優良的抗氧化性、抗化學腐蝕性等完全可以滿足應用要求，因此內息電磁吸波涂料在涂料類中占有較大的比重。磁性材料在不外加恒定磁場的情況下，由入射交變磁場的角頻率和晶體的磁性各向異性等效場決定的本征角頻率相等時產生進動共振，從而大量吸收電磁波的能量。磁流體是磁性顆粒在表面活性劑的改性下，均勻分散到油基載液中的磁性流體，它既有液體的流動性又具有固體磁性的材料，有好的磁性各向異性，并且磁流體的Fe₃O₄顆粒尺寸是納米級的，所以其比表面積大、表面原子比例高、懸掛鍵多、界面極化和多重散射可能成為重要的電磁波吸收機制。同時由于SiC具有較高的遷移率、飽和漂移速度以及高臨界擊穿場強，是良好的微波和高頻器件材料，加之工作溫度高和高熱導率，在軍用相控陣雷達、通信廣播系統中有明顯的優勢。

在日益重要的隱身和電磁兼容（EMC）技術中，電磁波吸收材料的作用和地位十分突出，已成為現代軍事中電子對抗的法寶和“秘密武器”，其工程應用主要有以下幾個方面：隱身技術、提高設備電磁兼容性、RFID天線抗金屬隔離應用、安全保護、微波暗室等。但現有技術的吸波材料在吸波頻帶寬度、厚度及重量等方面存在不足，制約了其應用。

發明內容

本發明提出一種利用磁流體制備吸波材料的方法，用于克服現有技術的不足之處。

本發明涉及一種利用磁流體制備吸波材料的方法，其特征在于所述的吸波材料是由復合材料涂層和半導體涂層構成，復合材料涂層由磁流體、高導磁合金粉末以及合成樹脂混合制成，在復合材料涂層的基礎上再制備半導體涂層，具體制備步驟如下：

（1）制備Fe₃O₄磁流體

用超聲波輔助化學共沉淀法制備磁性納米顆粒，稱取60～70wt%的FeCl₃·6H₂O固體和30～40wt%的FeSO₄·7H₂O粉末，將其混合溶解在去離子水中，然后放入恒溫水浴箱中，保持溫度在55～85℃；量取1～5ml/g的25～28%NH₃·H₂O慢慢加入到燒杯中并不停攪拌，反應一定時間后，加入0.2～2ml/g的無水乙醇，靜置一段時間；用鹽酸調節溶液的pH至4.5-5.5，加入FeCl₃·6H₂O固體和FeSO₄·7H₂O粉末總重量的0.05～0.5wt%油酸鈉粉末，繼續攪拌10～60min，便得到黑色的Fe₃O₄膠體，用去離子水和丙酮多次洗滌Fe₃O₄膠體；干燥得到Fe₃O₄磁性納米顆粒，向磁性顆粒中加入FeCl₃·6H₂O固體和FeSO₄·7H₂O粉末總重量的0.01～0.2ml/g表面活性劑OP-7，0.01～0.1ml/g的油酸和1～10ml/g的煤油或者硅油，充分攪拌后再用超聲分散5～30min，得到穩定的油基磁流體；

（2）制備復合材料涂層