[發(fā)明專利]石墨包裹哈斯勒(Heusler)及氮摻雜的合金化合物Fe3Si納米膠囊

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710480812.4
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107511478B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬嵩;華安;魏鋒;劉磊;耿殿禹;劉偉;張志東
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院金屬研究所
• 主分類號: B22F1/02
• 分類號: B22F1/02;B22F9/12;B22F9/14;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 沈陽晨創(chuàng)科技專利代理有限責(zé)任公司 21001
• 代理人: 崔曉蕾

本發(fā)明的目的是提供一種新型吸波材料及其制備方法，該種材料為納米級Fe₃Si@C與N?Fe₃Si@C納米膠囊，其中單相的Fe₃Si或N摻雜的Fe₃Si作為內(nèi)核，納米石墨作為外殼。利用等離體方法可以大量制備此類單相的納米膠囊，這兩種納米膠囊平均粒徑在30?40nm，具有很好的軟磁性能，此納米膠囊也具有很好的介電性能與磁性能，因此具有很好的電磁匹配，在整個2?18GHz頻段內(nèi)，具有很高的反射損耗，這使該種材料能夠成為在2?18GHz頻段內(nèi)的電磁波吸收的納米吸波材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域，涉及一種新相納米膠囊，利用等離子體電弧方法，提供了一種，在原位狀態(tài)下，通過引入催化氣體乙醇或乙腈，可以自發(fā)生成石墨包裹軟磁哈斯勒合金Fe₃Si，或N摻雜的Fe₃Si的單相納米膠囊，并且可以大量生產(chǎn)此類納米膠囊的制備方法。

背景技術(shù)

近年來，在以信息傳播為核心的信息革命推動下，在以航天航空為核心的國防競爭要求下，圍繞如何利用電磁波，特別是2-18GHz高頻電磁波這個核心，開展了大量研究工作。在民用方面，通訊技術(shù)的升級需要電磁波頻率從4GHz向5GHz邁進(jìn)，無線網(wǎng)絡(luò)(wifi)的高效使用也需要電磁波頻率在2.4GHz基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高；在國防方面，偵察雷達(dá)使用的電磁波頻率在2-5GHz基礎(chǔ)上，為了提高偵察精度，趨向增加頻率以實現(xiàn)寬頻高精度探測。然而，從相反的方面看，隨著電磁波使用頻率的提高，電磁波單位面積能量也大大提高，隨之會產(chǎn)生強電磁污染，即高頻電磁波會對某些重要電子設(shè)備運行產(chǎn)生很強的電磁干擾，同時高頻電磁波也會以輻射的方式對人體內(nèi)組織、細(xì)胞及DNA螺旋結(jié)構(gòu)造成不可察覺到的損害，嚴(yán)重影響人類的健康。在國防方面，我國研制的隱形飛機和隱形導(dǎo)彈需要避免被高精度雷達(dá)偵察到，因此，近年來，需要具有更高磁性或者吸收更高頻率電磁波的吸波材料，而磁性納米材料作為新一代功能材料，在磁記錄與吸波材料 (隱身材料)應(yīng)用中越來越廣泛，因此開發(fā)更多新型納米磁性材料成為材料研究日益迫切的要求。由于軟磁內(nèi)核具有高磁導(dǎo)率，而利用高磁導(dǎo)率，可以調(diào)節(jié)納米膠囊的電磁匹配關(guān)系，從而得到更好的電磁波吸收性能，因此適于作為新一代吸波材料。

因為合成軟磁合金較為困難，所以早期科學(xué)家都是采用物理或化學(xué)法制備單質(zhì)的軟磁金屬或氧化物納米復(fù)合材料作為吸波材料，對于物理或化學(xué)法制備軟磁金屬或氧化物納米復(fù)合材料簡介如下：

專利CN103305185A公開了一種還原氧化石墨烯/Fe₃O₄/Ag納米復(fù)合吸波材料的制備方法，采用簡化的共沉淀法制得GO/Fe₃O₄，然后采用濕化學(xué)還原法制得RGO/Fe₃O₄/Ag三元復(fù)合材料，制得的復(fù)合材料吸波性能好，可以通過調(diào)節(jié)RGO、Fe₃O₄和Ag的比例、還原劑的用量以及復(fù)合材料的厚度實現(xiàn)不同波段的有效吸收。

專利CN102924876A公開了一種NiCuZn鐵氧體包覆DBSA改性的碳納米管-聚噻吩復(fù)合吸波材料的制備方法。該方法先采用十二烷基苯磺酸 (DBSA)對多壁碳納米管進(jìn)行改性，并以該改性碳納米管、Ni(NO₃)₂·6H₂O、 Cu(NO₃)₂·3H₂O、Zn(NO₃)₂·6H₂O、Fe(NO₃)₃·9H₂O為原料，采用水熱合成法制備出NiCuZn鐵氧體包覆DBSA改性的碳納米管復(fù)合材料，然后再與噻吩單體通過原位聚合，制備出NiCuZn鐵氧體包覆DBSA改性的碳納米管-聚噻吩復(fù)合吸波材料。該復(fù)合材料具有良好的電磁性能，在微波吸收領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。