[發明專利]一種石墨烯泡沫復合吸波材料及制備方法

有效

• 申請號: 202110789201.4
• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN113278400B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 董澤琳;許英華;蔡鵬;周苗苗;王磊
• 申請（專利權）人: 信維通信（江蘇）有限公司
• 主分類號: C09K3/00
• 分類號: C09K3/00;H05K9/00
• 代理公司: 南京勤行知識產權代理事務所(普通合伙) 32397
• 代理人: 陳燁

本發明涉及吸波材料技術領域，尤其是一種石墨烯泡沫復合吸波材料及制備方法；所述復合吸波材料包括石墨烯片層構成的泡沫骨架和被完全包覆在骨架內部的改性片狀鐵硅鋁材料，所述復合吸波材料的孔徑大小為200?500μm，體積填充率為15?25%；本發明中的石墨烯泡沫復合吸波材料，包括石墨烯片層構成的泡沫骨架和被石墨烯片層完全包覆在骨架內部的改性片狀鐵硅鋁材料，該結構下復合材料表面具有大量的孔洞結構，有利于減少材料對電磁波的反射，有助于能量進入吸波材料內部，提升材料的吸收能力；該結構中石墨烯將片狀鐵硅鋁完全包覆在泡沫骨架內部，提升了兩種吸波材料的匹配性，有助于拓展該材料的吸收頻寬。

技術領域

本發明涉及吸波材料技術領域，尤其是一種石墨烯泡沫復合吸波材料及制備方法。

背景技術

隨著電子技術的快速發展，越來越多的電子產品出現在生活之中，隨之而來的電磁干擾及電磁污染問題也愈發嚴重。電磁干擾不僅僅會影響電子元件的工作狀態，損耗其工作壽命，還會引起信息泄露風險，對隱私保護形成威脅。另一方面，電磁污染會嚴重影響人體健康。在電磁波的作用下，人體內氨基酸等極性高分子會產生快速運動并產生熱量，致使蛋白酶活性降低，甚至發生不可逆變性。高強度的電磁污染甚至會引起基因突變，嚴重威脅人體健康。

吸波材料的應用可以有效緩解電磁干擾及電磁污染等問題，其工作原理在于將入射的電磁波能量盡可能的吸收在材料內部，并在材料內部轉化成熱或者其他形式的能量。按照工作機理可以將吸波材料分為電阻型、介電損耗型和磁損耗型三種，其中電阻型為導體，在電磁波作用下形成渦流，產生熱量，本發明所涉及石墨烯屬于該類吸波材料；介電損耗型通過材料在交變電磁場下轉動的弛豫損耗消耗能量；磁損耗型通過在交變磁場下材料磁化轉變過程中進行能量損耗，本發明所涉及的吸收劑屬于該類吸波材料。

隨著吸波材料的應用越來越廣泛，其研究也愈加深入，性能的主要發展方向為強吸收能力及寬吸收頻帶兩點。為實現上述兩點需求，復合化成為了吸波材料研究的重要手段，特別是石墨烯和碳納米管等納米材料的出現為吸波材料的復合提供了更多的選擇。目前廣泛應用的復合方法為選擇石墨烯粉體與其他種類吸波材料進行混合，首先石墨烯粉體及其他吸波材料粉體在使用過程中會出現嚴重的團聚問題，導致分散均勻性差，影響復合材料的穩定性及一致性。此外，目前的復合方法通常為物理混合，復合材料中兩組份接觸不充分，工作狀態下匹配性較差，無法充分發揮復合材料的吸波性能。

發明內容

本發明的目的是：克服現有技術中的不足，提供一種石墨烯泡沫復合吸波材料，該復合吸波材料以石墨烯為主體結構并呈現泡沫狀，材料表面及內部分布有大量的孔洞，孔洞的存在可以有效減少材料對電磁波的反射率，有助于電磁波進入材料內部，片狀鐵硅鋁材料被石墨烯完全包覆在泡沫骨架內部，兩組份協同工作，分別通過電損耗及磁損耗吸收電磁能量，此外，石墨烯有優秀的導熱能力，有助于材料內部電磁波所轉化的熱量均勻化，防止部分區域溫度過高導致材料損壞。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

一種石墨烯泡沫復合吸波材料，所述復合吸波材料包括石墨烯片層構成的泡沫骨架和被石墨烯片層骨架完全包覆的改性片狀鐵硅鋁材料。

進一步的，所述復合吸波材料的孔徑大小為200-500μm，體積填充率為15-25%。

本發明的另一個目的是：克服現有技術中的不足，提供一種石墨烯泡沫復合吸波材料的制備方法，該制備方法通過對片狀鐵硅鋁表面改性提升石墨烯材料與片狀鐵硅鋁材料的兼容性，提升復合材料的吸波頻寬。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

一種石墨烯泡沫復合吸波材料的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

1）準備原材料氧化石墨烯分散液；

2）稱取片狀鐵硅鋁粉體，并對其進行預處理，得到預處理后的鐵硅鋁粉體；