[發明專利]一種碳基寬帶太赫茲吸收器及其制備方法

在審

• 申請號: 202110896865.0
• 申請日: 2021-08-05
• 公開（公告）號: CN113745850A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 談靜;楊鍵;李奇軍;任旭東
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H01Q17/00
• 分類號: H01Q17/00;C01B32/05
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種碳基寬帶太赫茲吸收器及其制備方法，屬于太赫茲屏蔽和吸收材料制備技術領域；在本發明中，以三聚氰胺海綿為原料，在惰性氣氛和高溫下進行熱解，制備了基于退火碳化海綿的太赫茲吸收器，所述太赫茲吸收器具有柔性，且能在較寬的頻段內具有優良的屏蔽和吸收性能。

技術領域

本發明屬于太赫茲屏蔽和吸收材料制備技術領域，具體涉及一種碳基寬帶太赫茲吸收器及其制備方法。

背景技術

太赫茲波一般是指頻率在0.1～10 THz之間的電磁波，它兼具了紅外和微波的優點，在非接觸成像、安全檢查、無線通信等領域有著很好的應用。并且，太赫茲屏蔽材料能有效降低太赫茲波信號的干擾，改善傳輸環境，保證精密電子儀器正常工作。因此，研制高效的太赫茲屏蔽和吸收材料具有十分重要的意義。

通常，通過結合具有更高導電性的功能材料增強電磁損耗來制備具有高屏蔽性能的材料，然而由于阻抗失配會導致材料表面產生更強的反射，對周圍復雜的電子元件產生不利影響，不利于實際應用。

近年來，由于多孔結構的導電材料中多孔結構能降低表面反射，而導電網絡結構用于太赫茲波吸收，因此使用多孔結構的導電材料來制備高效太赫茲吸收材料被廣泛研究。然而，這些多孔結構的太赫茲吸收材料成本高、制備工藝復雜、頻帶窄，限制了其實際應用。

發明內容

針對現有技術中存在不足，本發明提供了一種碳基寬帶太赫茲吸收器及其制備方法。在本發明中，以三聚氰胺海綿為原料，在惰性氣氛和高溫下進行熱解，制備了基于退火碳化海綿的太赫茲吸收器，所述太赫茲吸收器具有柔性，且能在較寬的頻段內具有優良的屏蔽和吸收性能。

本發明中首先提供了一種碳基寬帶太赫茲吸收器，所述太赫茲吸收器基于退火碳化海綿制備而成，為三維網絡結構，密度為0.009~0.011 g/cm³，孔徑為33.78~78.20 μm。

進一步的，所述碳基寬帶太赫茲吸收器在機械變形后可以恢復原狀且無明顯損傷。

進一步的，所述碳基寬帶太赫茲吸收器電導率為0~3.051 S/m。

本發明中還提供了上述碳基寬帶太赫茲吸收器的制備方法，具體包括如下步驟：

將三聚氰胺海綿在氮氣氛圍下升溫，然后冷卻，得到退火碳化海綿，將得到的退火碳化海綿切割，形成碳基寬帶太赫茲吸收器；所述升溫為升溫至700~1000℃，保持0.5~2h。

進一步的，所述氮氣的氣流量為0~100且不為0 mL/min，所述氮氣的氣流量優選為40mL/min。

進一步的，所述升溫速率為0~10且不為0 ℃/min，所述升溫速率優選為5℃/min。。

進一步的，所述切割為將退火碳化海綿切割成2~8 mm厚。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

本發明制備得到的碳基寬帶太赫茲吸收器克服了由反射材料組成的傳統太赫茲屏蔽材料存在的兩個缺陷：反射屏蔽材料不能完全消除太赫茲波的干擾和反射性屏蔽材料密度較大，避免了反射的太赫茲波對屏蔽裝置內部的其他精密電子元件產生的不利影響。

超材料是目前研究最廣泛的太赫茲吸收材料，但在吸收帶寬、偏振和入射角等方面存在局限性。三聚氰胺海綿以其重量輕、價格低、立體網絡結構豐富等優點，廣泛應用于生活的各個領域。本發明中，以三聚氰胺海綿為原料制備的碳基太赫茲吸收器則突破了超材料的局限性，實現了寬頻、高吸收和低反射。而三聚氰胺海綿經過高溫熱處理后，不僅能保持其良好的柔韌性和三維多孔結構，而且具有良好的導電性。