[發明專利]一種新型納米碳素吸波材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201811038474.X
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109226744A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 吳翔;鄧正剛
• 申請（專利權）人: 貴州火焰山電器股份有限公司
• 主分類號: B22F1/02
• 分類號: B22F1/02;C23C14/14;C23C14/24
• 代理公司: 貴陽睿騰知識產權代理有限公司 52114
• 代理人: 谷慶紅

本發明涉及新材料領域，具體是一種新型納米碳素吸波材料及其制備方法。本發明通過將吸波性能也較好的鐵、鈷、鋅、錳、銅這幾種金屬材料均勻的吸附在納米碳素材料上，并形成一種特殊的結構形式“多層缺陷金屬球”結構，這種“多層缺陷金屬球”結構，當外界電磁波射到球體時，納米碳素材料首先將電磁波吸收，然后電磁波在金屬片內進行來回散射，經多次散射后，將電磁波充分轉變為熱能。本發明的新型納米碳素吸波材料，其吸波范圍達到0.5?25um，包括了電磁波全波段，真正達到了電磁波全波段吸波的效果，并且其對電磁波的吸收率達到40?45db，吸收效率較高，本發明的吸波類型為電阻形損耗，本發明是一種高效、全波段吸波的復合納米吸波碳素材料。

技術領域

本發明涉及新材料領域，具體是一種新型納米碳素吸波材料及其制備方法。

背景技術

吸波材料是能夠將電磁波吸收并轉化為熱能排放的一種功能性材料。迄今為止世界上已有多種吸波材料，有金屬基的、非金屬基的，復合型基的，但目前大多吸波材料由于損耗型介質的磁導率和電導率隨入射電磁波頻率的高邊而改變，即電磁波參數的頻散效應，通常很難找到一種單一的介質材料，可在寬頻率范圍內同時滿足阻抗匹配和強吸收，大多只能在其相應的波段下才能吸波，所以找到一種相對結構簡單、吸波能力強的材料具有非常重要的價值。

碳是元素周期表中第二周期第IV的主族元素，其最外層電子結構為2S²2P²，故其得失電子能力均較差，所以在常溫下，其化學性質不活潑，在納米尺寸狀態下，由于其表面能很高、比表面積很大，因而其化學活性被大大激發，其表面原子既有可能獲得4個電子成為2S²2P⁶的穩定結構，也有可能失去4個電子形成1S²的穩定結構，同時也能失去2個2P電子成為1S²2P²亞穩結構，也能獲得1個電子形成2S²2P³亞穩結構，從而使其在化學反應中常常表現出許多特異的性能。在多年的研究中已經被披露的多種納米狀態的碳素材料(石墨、納米碳管、碳纖維材料、石墨烯等)都具有非常好的吸波性能，被稱為碳系吸波材料，因此，納米碳素材料作為吸波材料的基礎是無可非議的，但是，目前單一的納米碳素材料無法達到全波段吸波的效果，極大的影響了納米碳素材料在吸波材料中的應用，導致納米碳素材料良好的吸波性能未得到充分發揮。

因此，尋找一種以納米碳素材料為主要原料，能充分發揮納米碳素材料良好的吸波性能的新型納米碳素吸波材料是當務之急。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述技術問題，本發明提供一種新型納米碳素吸波材料及其制備方法。

一種新型納米碳素吸波材料，其是以納米碳素材料顆粒為骨架，在納米碳素材料顆粒表面附著金屬材料后，使納米碳素材料骨架與表面的金屬材料共同形成的多層缺陷金屬球，所述多層缺陷金屬球，其中的納米碳素材料顆粒與金屬材料多層交替不完全覆蓋，使各層金屬材料或納米碳素材料顆粒自身之間具有空隙，使電磁波能從空隙中進入，部分被納米碳素材料顆粒，其余部分在多層缺陷金屬球內部發生多次散射。

優選的，所述納米碳素材料顆粒，是納米碳粉。納米碳粉顆粒度較小，吸波性能較好，作為吸波材料的基體效果較好。

優選的，所述納米碳素材料顆粒，其直徑在10nm以下，純度在90％以上。此條件下的納米碳素材料顆粒細度較好，純度較高，蒸鍍效果較好，使用其制備得到的多層缺陷金屬球對電磁波的吸收效果較佳。

優選的，所述金屬材料，是鐵、鈷、鋅、錳、銅中的一種或多種(可重復蒸鍍)。鐵、鈷、鋅、錳、銅的吸波性能較好，對電磁波的散射效果也較好，并且較為適宜對納米碳素材料顆粒進行蒸鍍。

優選的，所述金屬材料，其純度在99％以上。此時金屬材料純度較高，雜質較少，吸波和散射效果較好。

所述的新型納米碳素吸波材料的制備方法，包括如下步驟：