[發(fā)明專利]一種碳納米纖維/鐵氧體復(fù)合吸波材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410057355.4
• 申請(qǐng)日: 2014-02-20
• 公開（公告）號(hào): CN103834361A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘春燕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鐘春燕
• 主分類號(hào): C09K3/00
• 分類號(hào): C09K3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及吸波材料領(lǐng)域，特別是指一種碳納米纖維/鐵氧體復(fù)合吸波材料及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展和越來越多電子產(chǎn)品的廣泛使用，近年電磁屏蔽技術(shù)、隱身技術(shù)得到了進(jìn)一步的發(fā)展，人們對(duì)吸波材料的研究也受到更多的關(guān)注和重視。并且世界各種防御體系的探測(cè)、跟蹤、攻擊能力日益增強(qiáng)，海、陸、空各軍兵種軍事目標(biāo)的生存力、突防能力等受到了嚴(yán)重威脅；因此作為提高武器系統(tǒng)生存、突防，尤其是打擊能力的有效手段之一的隱身技術(shù)，正逐漸成為最重要、最有效的戰(zhàn)術(shù)手段。而吸波材料技術(shù)則是隱身技術(shù)最佳選擇，它可以將投射到表面的電磁波能量吸收，不會(huì)產(chǎn)品因反射電磁波而造成的二次電磁輻射和干擾，并能使電磁波能量轉(zhuǎn)化為熱能或其他形式的能量。而且現(xiàn)今科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展也導(dǎo)致電磁波輻射對(duì)環(huán)境、人體的影響越來越大。因此，吸波材料的研究開發(fā)無論是對(duì)于軍用或是民用都有著極為重要的意義。吸波材料主要有磁性吸波材料、金屬微粉、導(dǎo)電高聚物和納米吸波材料等。其中磁性吸波材料——鐵氧體，由于具有吸收強(qiáng)、吸收頻帶寬、較好的頻率特性、成本低及制備工藝簡單等優(yōu)勢(shì)而受到了廣泛的關(guān)注和認(rèn)可。

在軍事方面，現(xiàn)代化戰(zhàn)爭對(duì)吸波材料的性能提出了越來越高的要求，一般傳統(tǒng)意義的吸波材料已經(jīng)很難滿足薄、輕、寬、強(qiáng)的綜合要求。在民用方面，其柔韌性、超薄、型式多變性成為了近期吸波材料研究的熱點(diǎn)。因此，具有良好機(jī)械性能、超薄、超輕及吸收強(qiáng)、吸收頻帶寬的吸波材料是具有很大發(fā)展?jié)摿Φ男乱淮ú牧稀?/p>

除一般的吸波材料外，隱身用的特殊碳納米纖維結(jié)構(gòu)材料是制造吸波材料的另一研究熱點(diǎn)。碳納米纖維結(jié)構(gòu)吸波材料是一類多功能復(fù)合材料，具有承載和減小雷達(dá)反射截面的雙重功能，是功能與結(jié)構(gòu)一體化的優(yōu)良微波吸收材料。與其他的吸波材料相比較而言，它具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、高溫強(qiáng)度、熱傳導(dǎo)率高、耐腐蝕、抗氧化等特點(diǎn)，且具有吸收頻帶寬、輕質(zhì)等優(yōu)勢(shì)，因此碳纖維材料在吸波領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景。

本專利采用溶劑熱法在磁性吸波材料鐵氧體的制備過程中加入具有超細(xì)纖維結(jié)構(gòu)的細(xì)菌纖維素，并通過高溫碳化處理得到一種碳納米纖維三維網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部均勻分布有鐵氧體的復(fù)合吸波材料。本發(fā)明制備過程綠色環(huán)保、簡單易行、操作方便、成本低，得到的復(fù)合吸波材料電磁波吸收強(qiáng)、吸收頻帶寬，具有良好機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性能和超薄、超輕優(yōu)勢(shì)。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種碳納米纖維/鐵氧體復(fù)合吸波材料的制備方法。涉及一種吸波材料制備技術(shù)。本發(fā)明制備過程綠色環(huán)保、簡單易行、操作方便、成本低，得到的復(fù)合吸波材料電磁波吸收強(qiáng)、吸收頻帶寬，具有良好機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性能和超薄、超輕優(yōu)勢(shì)。

本發(fā)明的公開了一種碳納米纖維/鐵氧體復(fù)合吸波材料，由碳納米纖維和鐵氧體復(fù)合材料制成，碳納米纖維和鐵氧體復(fù)合材料的質(zhì)量比為0.1～1：1，鐵氧體復(fù)合材料由鐵鹽和鋅鹽、鎳鹽、鎂鹽、銅鹽及鈷鹽中的一種或幾種制成。其制備方法，包括：

（1）????稱取鐵鹽溶于濃度為90～99.9wt%的乙二醇中，并加入鋅鹽、鎳鹽、鎂鹽、銅鹽及鈷鹽中的一種或幾種，其中Zn²⁺、Ni²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Co²⁺的摩爾數(shù)或幾個(gè)摩爾數(shù)之和與Fe³⁺的摩爾數(shù)之比為1:2，將細(xì)菌纖維素加入進(jìn)行超聲分散30～120分鐘，鐵鹽、鋅鹽、鎳鹽、鎂鹽、銅鹽及鈷鹽的總重量與細(xì)菌纖維素的質(zhì)量比為1:0.1～1；

（2）????再分別加入與Fe³⁺的摩爾數(shù)之比為8～12:1的無水乙酸鈉，體積占乙二醇體積2～4%的分散劑，加溫溶解60℃～100℃，15～30min，待粉體完全溶解得到混合物；

（3）????將上述混合物放入反應(yīng)釜中，在140～180?℃反應(yīng)9～15?h，反應(yīng)完成后自然冷卻至室溫，用去離子水洗滌2～5次后干燥；

（4）????高溫碳化處理：復(fù)合物置于氣氛爐中進(jìn)行碳化，由室溫升溫至300～500?℃，升溫速率為10～30℃/min，保溫60min，然后繼續(xù)升溫至800～1500℃，升溫速率為10～30℃/min，保溫40min，得到一種碳納米纖維/鐵氧體復(fù)合吸波材料。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案：?

其中，如上所述的一種碳納米纖維/鐵氧體復(fù)合吸波材料的制備方法，所述的鐵鹽、鋅鹽、鎳鹽、鎂鹽、銅鹽、鈷鹽為可溶性的鐵、鋅、鎳、鎂、銅、鈷的氯化物、硝酸鹽、醋酸鹽、硫酸鹽。