[發(fā)明專利]一種含鈷聚合物轉(zhuǎn)化陶瓷基吸波材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811213441.4
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109336608A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孔杰;駱春佳;赫麗華;劉平桂;袁江龍
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C04B35/565
• 分類號: C04B35/565
• 代理公司: 西安銘澤知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61223
• 代理人: 李振瑞

本發(fā)明公開了一種含鈷聚合物轉(zhuǎn)化陶瓷基吸波材料及其制備方法，屬于陶瓷基復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域，該含鈷聚合物轉(zhuǎn)化陶瓷基吸波材料由八羰基二鈷和富碳聚合物前驅(qū)體按摩爾比5～10:100在四氫呋喃中反應(yīng)，然后在1100～1200℃高溫下裂解轉(zhuǎn)化得到。本發(fā)明制備方法簡單，操作簡便，且通過本發(fā)明制備的陶瓷基吸波材料具有優(yōu)異的吸波性能，其最低電磁波吸收系數(shù)為?42.43dB，在電磁波吸收領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于陶瓷基復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含鈷聚合物轉(zhuǎn)化陶瓷基吸波材料及其制備方法。

背景技術(shù)

聚合物熱解轉(zhuǎn)化陶瓷可方便通過前驅(qū)體分子組成和結(jié)構(gòu)的設(shè)計，得到組成和結(jié)構(gòu)可“裁剪”的熱解陶瓷，通過對熱解條件的控制可以得到設(shè)計所需的陶瓷組成和相疇尺寸。Yin等研究表明PDCs-SiC陶瓷中形成SiC納米晶和自由碳的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是導(dǎo)致介電常數(shù)和電導(dǎo)率增加的主要原因，復(fù)介電常數(shù)實部、虛部、損耗角正切值、電導(dǎo)率分別達(dá)到8.5、10.2和1.24，1.4S/m，RC值在X波段內(nèi)小于-8dB。當(dāng)采用二茂鐵對前驅(qū)體(聚硅碳烷)進(jìn)行改性后，F(xiàn)e催化原位生成碳納米線、石墨碳等高介電損耗相，在X波段范圍內(nèi)具有更好的吸波性能。在PDC-SiOC基體中通過二茂鐵催化可原位自生出SiC納米線，使陶瓷的介電常數(shù)實部和虛部分別從3.63和0.14增大到10.72和12.17，最小反射系數(shù)從-1.22dB降低到-20.01dB，說明原位自生SiC納米線可有效改善陶瓷基體的吸波性能。但是通過目前的聚合物前驅(qū)體法制備的SiC吸波陶瓷性能并不是很好。因此本發(fā)明通過制備主鏈含有炔基的富碳聚合物前驅(qū)體，并通過八羰基二鈷(Co₂(CO)₈)和制備得到的前驅(qū)體主鏈上的炔基反應(yīng)在原子結(jié)構(gòu)上引入鈷元素，裂解得到吸波性能優(yōu)異的含鈷元素的碳化硅陶瓷Co-SiC。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種含鈷聚合物轉(zhuǎn)化陶瓷基吸波材料及其制備方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種含鈷聚合物轉(zhuǎn)化陶瓷基吸波材料，其特征在于，所述含鈷聚合物轉(zhuǎn)化陶瓷基吸波材料由八羰基二鈷和富碳聚合物前驅(qū)體按摩爾比5～10:100在四氫呋喃中反應(yīng)，然后在1100～1200℃高溫下裂解轉(zhuǎn)化得到；所述富碳聚合物前驅(qū)體具有如式(Ⅰ)所示的結(jié)構(gòu)，

其中：n為28～66，富碳聚合物前驅(qū)體的數(shù)均分子量為3000～7000。

優(yōu)選地，陶瓷基吸波材料的吸波量為-42.43dB。

本發(fā)明的另一技術(shù)方案是提供上述一種含鈷聚合物轉(zhuǎn)化陶瓷基吸波材料的制備方法，包括以下步驟：

S1、富碳聚合物前驅(qū)體的合成：

將四氫呋喃和正丁基鋰加入到反應(yīng)容器中冷卻至-80～-75℃，在攪拌條件下加入六氯1,3-丁二烯，升溫至室溫，繼續(xù)攪拌，再冷卻至-80～-75℃，加入二氯二甲基硅烷，升溫至室溫，接著攪拌，加入三甲基氯硅烷進(jìn)行封端反應(yīng)，反應(yīng)0.5～1.5h后，去除四氫呋喃，加入甲苯溶解并過濾，濾液加入甲醇沉淀，得到沉淀物，然后將沉淀物真空干燥，得到富碳聚合物前驅(qū)體；

S2、含鈷聚合物的合成：

將八羰基二鈷和S1得到的富碳聚合物前驅(qū)體加入到裝有四氫呋喃的反應(yīng)容器中，在室溫下攪拌反應(yīng)，接著將四氫呋喃減壓旋蒸，加入乙腈沉淀，得到沉淀物，然后將沉淀物真空干燥，即得到含鈷聚合物，其中八羰基二鈷和富碳聚合物前驅(qū)體的摩爾比為5～10:100；

S3、陶瓷基吸波材料的合成：

將S2得到的含鈷聚合物在惰性氣體氛圍條件下，于300～500℃下反應(yīng)1～3h，接著在1100～1200℃高溫下裂解3～6h，裂解結(jié)束后冷卻至室溫，即得到陶瓷基吸波材料。