[發(fā)明專利]一種四氧化三鐵/二氧化硅復(fù)合纖維吸波材料的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810034166.3
• 申請日: 2018-01-15
• 公開（公告）號(hào): CN110042500A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李宜彬;李建軍;赫曉東;尹維龍;袁野;楊明龍
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): D01F9/08
• 分類號(hào): D01F9/08
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

本發(fā)明提供了一種四氧化三鐵/二氧化硅復(fù)合纖維吸波材料的制備方法，涉及微波吸收領(lǐng)域，復(fù)合纖維吸波材料以檸檬酸、硝酸鐵、硫酸亞鐵和正硅酸乙酯為原料四步法制成，首先以檸檬酸、硝酸鐵和硫酸亞鐵為原料，通過檸檬酸溶膠法制備出Fe₃O₄溶膠；然后以正硅酸乙酯作為SiO₂溶膠的硅源，通過Stober法制備出SiO₂溶膠；其次將Fe₃O₄溶膠和SiO₂溶膠混合均勻，以丙酮為溶劑，加入適量助紡劑，得到Fe₃O₄/SiO₂前驅(qū)體待紡溶膠，通過靜電紡絲的方法制備出Fe₃O₄/SiO₂前驅(qū)體復(fù)合纖維；最后，將Fe₃O₄/SiO₂前驅(qū)體復(fù)合纖維在氬氣保護(hù)氣體中燒結(jié)后得到Fe₃O₄/SiO₂復(fù)合纖維吸波材料。本發(fā)明制備方法簡單、可控，有效的拓寬吸波材料的吸波范圍，增強(qiáng)吸波性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微波吸收領(lǐng)域，特別涉及一種四氧化三鐵/二氧化硅復(fù)合纖維吸波材料的制備方法。

背景技術(shù)

隨著信息化的高速發(fā)展，電磁波作為傳播載體，愈加的應(yīng)用廣泛，但是為人類提供便捷的同時(shí)，電磁波也造成了許多負(fù)面影響。生活中電子設(shè)備的大批量應(yīng)用產(chǎn)生大量電磁輻射，對通訊信號(hào)、各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備以及軍事武器設(shè)施等造成一定的干擾，也會(huì)使生物機(jī)理紊亂，危害健康。電磁隱身技術(shù)作為提高武器系統(tǒng)生存、突防和打擊手段，已成為各個(gè)強(qiáng)國軍事領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。隨著科技的不斷發(fā)展，吸波材料在滿足厚度薄、質(zhì)量輕、頻帶寬、吸收強(qiáng)的同時(shí)，還需滿足耐溫、耐腐蝕、耐濕。因此，研究和開發(fā)滿足上述要求的新型吸波材料顯得尤為重要。

吸波材料需要同時(shí)滿足阻抗匹配與對電磁波的強(qiáng)吸收，而單一的吸波材料一般難以同時(shí)達(dá)到，一方面，要想阻抗達(dá)到完全匹配，復(fù)介電常數(shù)和復(fù)磁導(dǎo)率的值要完全相等；要想實(shí)現(xiàn)對電磁波的完全衰減，則需要材料的復(fù)介電常數(shù)虛部值和復(fù)磁導(dǎo)率虛部值足夠大，這兩個(gè)要求很難同時(shí)達(dá)到；另一方面，若要滿足阻抗匹配，則材料的電阻率要盡可能大，復(fù)介電常數(shù)盡量小，當(dāng)電導(dǎo)率接近金屬特性時(shí)，將導(dǎo)致趨膚效應(yīng)，大量的電磁波被反射回去，無法滿足阻抗匹配條件。由此可見，需將阻抗匹配與電磁波損耗兩者的關(guān)系達(dá)到一種平衡，最大限度的優(yōu)化吸波材料的性能，可將具有不同特性的材料進(jìn)行優(yōu)化復(fù)合以獲得最佳的吸收效果。

鐵氧體吸波材料由鐵元素、氧元素以及一系列不同價(jià)態(tài)的金屬元素組成。作為目前研究最廣泛的吸波劑之一，疇壁共振和自然共振是其最主要的吸收機(jī)理，電阻率為102-108Ω/cm ，兼有磁損耗能力和介電損耗能力。其中Fe3O4作為一種傳統(tǒng)的磁性吸波材料，是鐵氧體中應(yīng)用最廣泛的材料，它具有磁導(dǎo)率高、吸波強(qiáng)度高、制備簡單等優(yōu)點(diǎn)，且作為雙損耗介質(zhì)，對電磁波既有磁損耗又有介電損耗，但其相對密度大、吸收頻帶窄、顆粒分散性差、易腐蝕、高溫性差等缺點(diǎn)難以滿足優(yōu)秀吸波劑“薄、輕、寬、強(qiáng)”的要求，限制了其進(jìn)一步的應(yīng)用，所以，需要與其他材料復(fù)合來提高吸波性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)難題是克服上述現(xiàn)有的不足如相對密度大、吸收頻帶窄、顆粒分散性差、易腐蝕、高溫性差等，提供了一種四氧化三鐵/二氧化硅復(fù)合纖維吸波材料的制備方法，增加吸波材料的吸波頻帶寬度，提高吸波材料的吸波強(qiáng)度，并有效的減少吸波材料的密度。