[發明專利]一種電磁屏蔽材料的制備方法及應用

有效

• 申請號: 201810050424.7
• 申請日: 2018-01-18
• 公開（公告）號: CN108601316B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 張恩爽;李文靜;劉斌;劉圓圓;李健;裴雨辰;趙英民
• 申請（專利權）人: 航天特種材料及工藝技術研究所
• 主分類號: H05K9/00
• 分類號: H05K9/00
• 代理公司: 11609 北京格允知識產權代理有限公司
• 代理人: 譚輝;周嬌嬌

本發明涉及一種電磁屏蔽材料的制備方法及應用。所述方法包括如下步驟：溶膠的制備，制得包含氧化石墨烯的酚醛溶膠；將包含氧化石墨烯的酚醛溶膠依次進行膠凝與老化、溶劑置換和干燥的步驟，制得氧化石墨烯復合酚醛氣凝膠；將氧化石墨烯復合酚醛氣凝膠進行高溫裂解，制得石墨烯復合碳氣凝膠；將石墨烯復合碳氣凝膠進行粉末化處理，制得電磁屏蔽材料。本發明方法制備的電磁屏蔽材料，密度低，且可以同時對多種波段的電磁信號產生屏蔽作用，對可見光的電磁屏蔽性能90％以上，對紅外光的電磁屏蔽性能在70％以上。此外，本發明結合布撒技術有效實現了石墨烯復合碳氣凝膠電磁屏蔽材料在電磁屏蔽領域的應用。

技術領域

本發明屬于氣凝膠制備技術領域，尤其涉及一種輕質電磁屏蔽材料的制備方法及應用。

背景技術

由于新雷達技術、隱身技術、激光、紅外制導等各種新技術的出現，與之對抗的干擾技術獲得迅速發展。無源干擾材料通過對可見光、紅外、雷達波等電磁波的散射、反射、吸收作用，對探測信號進行削弱、遮蔽，達到對真實目標的隱藏作用。目前常用的可見光/紅外干擾材料主要為煙幕材料，通過在大氣中懸浮形成氣溶膠對光輻射進行衰減；雷達干擾材料主要有金屬箔、涂有金屬涂層的玻璃絲/尼龍絲、短切碳纖維、膨脹石墨、金屬粉末等。

目前干擾材料存在的主要問題有：

1)重量大，易團聚，滯空時間短，箔條材料、各種粉末材料滯空時間只有幾十秒；

2)干擾頻譜窄，只能對某一波段光波或可見光進行干擾，功能單一，不能對復合制導技術實施有效干擾。

隨著雷達偵察技術及導彈制導技術的發展，特別是毫米波制導技術、復合制導技術、變極化雷達的發展和應用，傳統單一功能的電磁干擾材料已無法實施有效對抗。現有干擾材料滯空時間短、干擾頻譜窄、重量大等；由于戰爭中攜帶數量有限，不能滿足多方需求，迫切需要研究一種多功能復合型干擾材料。

氣凝膠是由納米顆粒相互連接構成的具有三維網絡結構的固體材料，俗稱“藍煙”。其典型特點是孔隙率高，比表面積高，密度低，氣凝膠粉末可在空氣中長時間漂浮；另外可設計性強，可制備或摻雜多種功能干擾材料。由氣凝膠材料制備的長時滯空電磁屏蔽材料兼具箔條干擾、煙幕干擾和雷達、紅外誘餌的多重功能，具備輕質、滯空時間長，干擾頻譜寬等優點，將成為未來戰爭中的重要干擾材料，并將推動該領域發生跨越式的進步，實現軍用高性能干擾材料的升級換代。

中國專利申請201610990084.7公開了一種基于碳氣凝膠、聚吡咯和三氧化二鐵的電磁屏蔽材料的制備方法；中國專利申請201710454790.4公開了一種電磁屏蔽石墨烯的制備方法；但這兩件中國專利申請所述的方法制得的電磁屏蔽材料均存在密度大，滯空時間短，且干擾的波段單一的問題。中國專利申請201610922094.7提供了一種碳氣凝膠薄膜的制備方法及制得的碳氣凝膠薄膜，但是該專利解決的碳氣凝膠薄膜厚度大、強度低的問題，并未涉及包含氧化石墨烯的碳氣凝膠的電磁屏蔽性能。中國專利申請201310145468.5公開了一種氧化石墨烯增強碳氣凝膠材料及其制備方法和應用，雖然該方法制備的氧化石墨烯增強碳氣凝膠材料的密度很低，但是其電磁屏蔽性能差。

發明內容

為了解決現有技術中電磁屏蔽材料存在密度大和電磁屏蔽波段單一的問題，本發明提供了一種電磁屏蔽材料的制備方法及應用，本發明制得的電磁屏蔽材料具有低密度而且電磁屏蔽波段多(包括可見光波段、3～5μm的中紅外波段和8～12μm的遠紅外波段)的優點。

本發明在第一方面提供了一種電磁屏蔽材料的制備方法，所述方法包括如下步驟：

(1)溶膠的制備：用水將酚類物質和弱堿性催化劑配制成前驅體溶液，然后將氧化石墨烯溶液分散于所述前驅體溶液中，得到包含氧化石墨烯的前驅體混合溶液，再往所述包含氧化石墨烯的前驅體混合溶液中加入醛類物質并混合均勻，制得包含氧化石墨烯的酚醛溶膠；