[發(fā)明專利]石墨烯復(fù)合納米金屬膜及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011215771.4
• 申請(qǐng)日: 2020-11-04
• 公開（公告）號(hào): CN112350076B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾偉榮;曾偉城
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東極客亮技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H01Q17/00
• 分類號(hào): H01Q17/00;H05K9/00;C09K3/00
• 代理公司: 武漢卓越志誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42266
• 代理人: 胡婷婷

本發(fā)明提供了一種石墨烯復(fù)合納米金屬膜及其制備方法和應(yīng)用。該石墨烯復(fù)合納米金屬膜由二維層狀石墨烯納米片負(fù)載包覆表面具有微孔結(jié)構(gòu)的氧化鋁空心球形成相互交錯(cuò)穿插的三維結(jié)構(gòu)復(fù)合膜和三維蜂窩狀石墨烯負(fù)載包覆表面具有微孔結(jié)構(gòu)的氧化鋁空心球形成相互交錯(cuò)穿插的三維結(jié)構(gòu)復(fù)合膜，兩者交替疊置復(fù)合而成。該石墨烯復(fù)合納米金屬膜的多層疊置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將低尺寸和中尺寸進(jìn)行交替疊置組合起來(lái)，兩者相互協(xié)同，使得該石墨烯復(fù)合納米金屬膜具有優(yōu)異的綜合性能，能夠?qū)崿F(xiàn)全波段的吸收，可彌補(bǔ)金屬吸波劑高溫使用時(shí)的缺陷，且抗氧化性能好，易實(shí)現(xiàn)阻抗匹配、吸波效果好且耐高溫，可達(dá)到吸收頻帶寬、強(qiáng)吸收的功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種石墨烯復(fù)合納米金屬膜及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著無(wú)線電和雷達(dá)系統(tǒng)的普及應(yīng)用和快速發(fā)展，電磁波不斷廣泛地存在于日常生活及軍事國(guó)防安全的各個(gè)領(lǐng)域中，由此，研發(fā)高性能的吸波材料在電磁輻射防護(hù)和軍事隱身技術(shù)領(lǐng)域倍受關(guān)注。吸波材料要想顯著減小電磁波對(duì)外輻射的強(qiáng)度，必須使入射波能最大限度地進(jìn)入材料內(nèi)部而不被界面反射(即滿足阻抗匹配條件)，并將材料內(nèi)部的電磁波能轉(zhuǎn)換為熱能或其他形式能量而被迅速消散/衰減(即損耗特性)。

在傳統(tǒng)的吸波材料中，磁性金屬因高磁導(dǎo)率、低成本、環(huán)保等優(yōu)勢(shì)被廣泛采用，但在使用過(guò)程中，存在大的密度、易老化、窄頻帶等問(wèn)題，無(wú)法滿足當(dāng)前對(duì)吸波材料“薄、寬、輕、強(qiáng)”的要求。新型碳材料(例如：石墨烯、碳納米管等)因其優(yōu)異的物理性能被廣泛地應(yīng)用于電磁波吸收與屏蔽領(lǐng)域。然而，碳材料存在無(wú)磁性且電導(dǎo)率高的缺陷，單獨(dú)使用時(shí)存在阻抗匹配差、吸收強(qiáng)度弱和吸波頻帶窄等缺點(diǎn)。因此，將輕質(zhì)的碳材料與磁性金屬材料進(jìn)行復(fù)合而得到的新型碳基磁性金屬?gòu)?fù)合吸波材料逐漸成為研究熱點(diǎn)。

新型碳基磁性金屬?gòu)?fù)合吸波材料通過(guò)微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、多組分復(fù)合和納米層級(jí)構(gòu)建等策略可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電損耗、多重散射、界面極化以及磁損耗等多種損耗機(jī)制的協(xié)調(diào)作用，達(dá)到強(qiáng)度高、頻帶寬、厚度薄、穩(wěn)定性好的吸波效果。

申請(qǐng)?zhí)枮镃N201610048384.3的發(fā)明專利公開了一種高取向石墨烯金屬層層組裝電磁屏蔽膜的制備方法。該方法通過(guò)超大片無(wú)碎片的氧化石墨烯制備氧化石墨烯凝膠膜，冷凍后，送入高溫爐中進(jìn)行3000℃高溫?zé)崽幚恚@得高導(dǎo)熱高導(dǎo)電超輕取向的石墨烯氣凝膠膜；然后通過(guò)化學(xué)電鍍將金屬沉積到石墨烯氣凝膠膜中石墨烯片層表面，得到以石墨烯膜為基底，石墨烯和金屬層層堆疊的電磁屏蔽膜；將石墨烯氣凝膠金屬?gòu)?fù)合膜高壓壓制，得到石墨烯金屬?gòu)?fù)合膜。但是，該電磁屏蔽膜的吸波性能并沒(méi)有得到很大程度上的提升，且其制備工藝復(fù)雜，不適用于大規(guī)模推廣。

申請(qǐng)?zhí)枮镃N201610427253.6的發(fā)明專利公開了一種磁性石墨烯復(fù)合薄膜的制備方法。該方法采用兩步化學(xué)氣相沉積法將碳納米材料包裹納米鐵磁金屬顆粒原位生長(zhǎng)在碳納米管與石墨烯復(fù)合薄膜的表面上。但是，該薄膜的吸波性能并沒(méi)有得到很大程度上的提升，不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。

申請(qǐng)?zhí)枮镃N201911154151.1的發(fā)明專利公開了一種納米氧化鋁孔與石墨烯多層吸波器件。該吸波器件為納米氧化鋁孔陣列、石墨烯、金屬基板的多層結(jié)構(gòu)，其中納米氧化鋁孔以六角形排布，納米孔半徑為r，相鄰納米孔的中心距離為a，納米孔層厚度為d1，石墨烯層厚度為d2，金屬基板厚度為d3。該結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)低反射、無(wú)透射的可見光、近紅外波段高效寬帶吸波。該器件可通過(guò)二次陽(yáng)極氧化與化學(xué)氣相沉積法制備，改變外加電壓強(qiáng)度、加工時(shí)長(zhǎng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)納米孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的調(diào)控，改變氫氣流速可實(shí)現(xiàn)對(duì)石墨烯層厚度的調(diào)控。但是該吸波器件的適用范圍受限，吸波功能也沒(méi)有得到很大程度上的提升，不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。

有鑒于此，有必要設(shè)計(jì)一種改進(jìn)的碳基磁性金屬?gòu)?fù)合吸波膜材料及其制備方法，以解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種石墨烯復(fù)合納米金屬膜及其制備方法和應(yīng)用。