[發明專利]一種雙殼層結構羰基鐵粉復合吸波材料及制備方法

有效

• 申請號: 201811049883.X
• 申請日: 2018-09-10
• 公開（公告）號: CN109207123B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 李麗婭;陳秋麗;葛毅成
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C09K3/00
• 分類號: C09K3/00;H05K9/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 顏勇

一種雙殼層結構羰基鐵粉復合吸波材料及制備方法，所述復合吸波材料為雙殼層核殼結構，內核為羰基鐵粉，雙殼層的內層為絕緣層，外層為磁性層；所述絕緣層的厚度為1nm?1μm；磁性層的厚度為1nm?5μm。其制備方法包括采用化學共沉淀法在羰基鐵粉表面包覆絕緣層及在核殼結構前軀體表面包覆磁性層。本發明通過化學共沉淀法在羰基鐵粉的表面均勻包覆雙殼層，大幅提高了材料的阻抗匹配特性，同時在內核和雙殼層界面處形成大量的納米界面異質結，有效誘發界面極化，對電子遷移形成散射效應，大幅提升材料的多重反射吸收、強鐵磁共振、渦流損耗等電磁波損耗機制，進而顯著提升材料的吸波性能；制備方法簡單、包覆均勻、致密，包覆層厚度和顆粒尺寸可控。

技術領域

本發明涉及一種電磁波吸收材料，特別是指一種雙殼層結構羰基鐵粉復合吸波材料及制備方法，具體是指一種雙殼層結構MFe₂O₄/SiO₂/羰基鐵粉復合吸波材料及制備方法，屬于電磁波吸收材料技術領域。

背景技術

設備內部元器件之間的電磁干擾、軍事領域中的電磁隱身技術、導彈的微波制導、無線通信領域的信息泄露等使電磁波吸收材料受到廣泛的關注，迫切需要開發出厚度薄、質量輕、頻帶寬、吸收強的電磁波吸收材料。當電磁波入射到吸波材料表面時，入射電磁波能最大限度地進入到材料內部，并且有效吸收衰減入射電磁波，將其轉化成熱能等其它形式的能量而損耗掉或使電磁波因干涉而消失，從而產生吸波效應。吸波材料可分為電阻損耗型、介電損耗型和磁損耗型。羰基鐵粉(CIP)是一種典型的磁損耗型吸波材料，具有大的飽和磁化強度、高的磁導率、優良的溫度穩定性，被廣泛應用于吸波材料領域。它的磁性吸收主要來源于渦流損耗和鐵磁共振。為了提高純羰基鐵粉的吸波性能，一般采用機械混合的方式將羰基鐵粉與其它的有機或無機物混合。專利ZL201210151472.8公開了一種碳納米管摻雜聚席夫堿/羰基鐵粉復合隱身材料的制備方法，該材料是采用羰基鐵粉與碳納米管摻雜聚席夫堿機械混合后制得，實施例中材料的最大反射常數只有約-14dB。專利ZL201210003241.2公開了將高氯酸摻雜聚苯胺與羰基鐵粉通過混合后制備的吸波材料，材料的最大反射損耗可達到-26.4dB。專利201710015279.4公布了一種基于藍牙通信頻段應用的片狀羰基鐵粉吸波材料的制備方法，其反射損耗(RL)最高也僅為-15dB。但是該類材料的阻抗匹配性能較差，材料的吸波機制較單一，使材料的吸波性能較低。為了改善羰基鐵粉的阻抗匹配性并進一步提高吸波性能，本專利開發出了一種新穎的輕量化、寬頻帶、高吸收率的雙殼層羰基鐵粉復合吸波材料。

發明內容

本發明旨在克服現有技術之不足，提供一種雙殼層結構羰基鐵粉復合吸波材料及制備方法。本發明的雙殼層結構羰基鐵粉復合吸波材料具有輕量化、寬頻帶、高吸收率的優點；其制備方法工藝簡單、操作方便、確保實現雙殼層結構及層與層之間有效包覆。

本發明通過對羰基鐵粉(CIP)表面包覆層的成分、含量比例、納米結構尺寸、包覆層材料的電磁參數等進行設計，通過化學共沉淀法在羰基鐵粉的表面均勻包覆雙殼層，大幅提高了材料的阻抗匹配特性，同時在羰基鐵粉和雙殼層界面處形成大量的納米界面異質結，有效誘發界面極化，對電子遷移形成散射效應，大幅提升材料的多重反射吸收、強鐵磁共振、渦流損耗等電磁波損耗機制，進而顯著提升材料的吸波性能。

本發明一種雙殼層結構羰基鐵粉復合吸波材料，所述復合吸波材料為雙殼層核殼結構，內核為羰基鐵粉，雙殼層的內層為絕緣層，外層為磁性層。

本發明一種雙殼層結構羰基鐵粉復合吸波材料，按質量百分比，包括下述組分：

羰基鐵粉94-99.5％，

絕緣材料0.2-5％，

磁性材料0.2-5％。