[發明專利]一種四氧化三鐵纖維吸波材料的制備方法

在審

• 申請號: 201810034200.7
• 申請日: 2018-01-15
• 公開（公告）號: CN110042501A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 李宜彬;李建軍;赫曉東;尹維龍;袁野;楊明龍
• 申請（專利權）人: 深圳烯創先進材料研究院有限公司
• 主分類號: D01F9/08
• 分類號: D01F9/08;H05K9/00;D01D5/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

本發明公開了一種四氧化三鐵纖維吸波材料的制備方法，涉及微波吸收領域，吸波材料以檸檬酸、硝酸鐵和硫酸亞鐵為原料三步法制成，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；其次在Fe₃O₄溶膠中加入適量助紡劑，得到Fe₃O₄前驅體待紡溶膠，通過靜電紡絲的方法制備出Fe₃O₄前驅體纖維；最后，將Fe₃O₄前驅體纖維在氬氣保護氣體中高溫燒結后得到Fe₃O₄纖維吸波材料。本發明打破傳統的制備方法，更簡單、可控，制備出的Fe₃O₄纖維分布良好，直徑大小均一，密度低，且具有更高的吸波強度。

技術領域

本發明涉及微波吸收領域，特別涉及一種四氧化三鐵纖維吸波材料的制備方法。

背景技術

隨著電磁技術的高速發展，在促進時代信息化的同時，電磁干擾對軍事安全和民用電子信息領域的影響愈加嚴重，高性能吸波與防護材料已經成為了當前電磁材料領域研制和開發的重點之一。吸波材料作為一種重要的軍事功能材料，其作用是減少或消除雷達、紅外線等對目標的探測，以達到戰場隱身提高自身生存力的目的。隨著科技的不斷發展，吸波材料在滿足厚度薄、質量輕、頻帶寬、吸收強的同時，還需滿足耐溫、耐腐蝕、耐濕。因此，研究和開發滿足上述要求的新型吸波材料顯得尤為重要。

鐵氧體類吸波材料由于既有亞鐵磁性又有介電特性，因而兼具磁性和介電兩種材料的損耗特點。此外，鐵氧體具有較高的相對磁導率和較低的制備成本，即使在低頻、薄厚度的情況下仍具有良好的吸波性能。其中Fe₃O₄作為一種傳統的磁性吸波材料，是鐵氧體中應用最廣泛的材料，它具有磁導率高、吸波強度高和制備簡單等優點，且作為雙損耗介質，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、易腐蝕和高溫性差等缺點，難以滿足優秀吸波劑“薄、輕、寬、強”的要求，限制了其進一步的應用。

材料的性能主要取決于它的化學成分和制備工藝，這兩者直接影響著材料的微觀結構和相組成，材料的組織結構對吸波性能有著較大影響。Fe₃O₄材料的吸波性能與化學組分、制備工藝、粒子尺寸和應用頻率等密切相關。選擇合適的制備方法，可以改變Fe₃O₄材料的形貌、顆粒尺寸從而改變其電磁性能。傳統的Fe₃O₄材料制備方法有共沉淀法、水熱法、溶膠-凝膠法、自蔓延燃燒法、低溫固相反應前驅體法、沸騰回流反應法等，但制備出的吸波材料多數為固體顆粒，具有產物粒徑大、分布不均勻、團聚嚴重等缺點，因此需要進一步得到改善。

發明內容

本發明所要解決的技術難題是克服上述現有的吸波材料多數為固體顆粒、相對密度大、產物粒徑大、分布不均勻、團聚嚴重等不足，提供了一種四氧化三鐵纖維吸波材料的制備方法，得到了纖維分布良好，直徑大小均一，密度低，且高吸波強度的吸波材料。

一種四氧化三鐵纖維吸波材料的制備方法，以檸檬酸、硝酸鐵和硫酸亞鐵為原料三步法制成，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；其次在Fe₃O₄溶膠中加入適量助紡劑，得到Fe₃O₄前驅體待紡溶膠，通過靜電紡絲的方法制備出Fe₃O₄前驅體纖維；最后，將Fe₃O₄前驅體纖維在氬氣保護氣體中高溫燒結后得到Fe₃O₄纖維吸波材料。

該方法的具體步驟為：