[發明專利]一種復合多孔微球材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210599271.8
• 申請日: 2022-05-30
• 公開（公告）號: CN114980715A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 王鳳龍;孟祥威;劉久榮;吳莉莉;汪宙
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H05K9/00
• 分類號: H05K9/00;H01Q17/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王志坤

本發明涉及一種復合多孔微球材料及其制備方法和應用。本發明選擇氧化亞錳、單質鎳和碳作為吸波劑的組分，利用協同效應，同時實現了較寬的有效吸收帶寬和對電磁波的較強損耗。使用錳鹽，鎳鹽和有機配體進行溶劑熱反應，離心、洗滌和干燥后得到氧化亞錳、鎳與碳復合多孔微球前驅體，經過管式爐中高溫碳化反應得到氧化亞錳、鎳與碳復合多孔微球材料。本發明方法過程簡單，僅通過一步溶劑熱反應加高溫碳化就可制備出三組分氧化物化物、單質與碳復合的多孔微球吸波劑。

技術領域

本發明屬于電磁波吸收材料技術領域，具體涉及一種復合多孔微球材料及其制備方法和應用。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

隨著通訊技術的飛速發展和電子設備的廣泛應用，日益嚴重的電磁輻射、電測干擾等問題接踵而至，對人體健康和精密電子設備造成了巨大傷害。因此探究解決電磁污染等一系列問題成為信息時代越來越到人們廣泛關注的難題。電磁波吸波材料通過將入射到材料表面的電磁波引入到材料內部并將其轉化為熱量而耗散掉，從而有效地衰減和削弱電磁波，為實現人體防護、軍事設備的電磁隱身等問題提供了重要研究思路。雖然傳統的磁性金屬吸波材料具有較高的飽和磁化強度和磁導率，磁損耗能力較強，但是其易被氧化，密度大，阻抗失配嚴重，導致材料的吸波性能顯著降低。

發明內容

針對現有技術的不足，為了使材料同時具備較強的損耗能力和較寬的有效吸收帶寬，本發明提供一種氧化亞錳、鎳與碳復合多孔微球材料的制備方法，并用于電磁波吸收，使其具備較強的損耗能力和較寬的有效吸收帶寬，在薄厚度下具有較強吸波性能。

本發明的第一個方面，提供了一種復合多孔微球材料的制備方法，該制備方法包括如下步驟：

將錳鹽、鎳鹽和有機配體分散在溶液中，進行溶劑熱反應，經離心、洗滌和在干燥后，得到復合多孔微球前驅體；最后，將復合多孔微球前驅體放置于管式爐中，高溫碳化反應后便可得到復合多孔微球材料。

對比現有技術，本發明合成方法簡易，且所制備的復合多孔微球材料直徑均勻、直徑分布窄，熱處理過程中沒有其他副產物生成。

本發明的第二個方面，提供一種通過上述制備方法得到的復合多孔微球，該復合多孔微球中含有Mn，Ni，O和C元素，其中，Ni元素單質的形式存在，Mn元素和O元素以MnO的形式存在，C元素以無定型碳和石墨化碳復合的形式存在，各元素混合均勻，最終形成復合多孔微球材料。

本發明所制得的復合多孔微球，首先，MnO為低損耗的透波材料，可以使電磁波順利進入材料內部而不發生反射；第二，金屬鎳具有高飽和磁化強度，相對較好的穩定性，提高了材料的磁性，增強磁損耗；第三，碳質具有儲量大、密度低、化學穩定性強和耐腐蝕性強等優勢，可以作為良好的支撐材料；第四，多孔結構的存在可以使電磁波發生多重散射，增強了材料對電磁波的損耗。

本發明的第三方面，提供一種復合吸波材料，所述復合吸波材料包括所述的復合多孔微球和粘合劑。

上述復合吸波材料的制備方法，將氧化亞錳、鎳與碳復合多孔微球和石蠟混合得到氧化亞錳、鎳與碳復合多孔微球吸波材料。

本發明的第四方面，提供一種復合多孔微球和/或所述的復合吸波材料在電磁波吸收領域中的應用。

本發明的有益效果在于：

(1)本發明所制得的復合多孔微球中，MnO為低損耗的透波材料，可以使電磁波順利進入材料內部而不發生反射；金屬鎳具有高飽和磁化強度，相對較好的穩定性，提高了材料的磁性，增強磁損耗；碳質具有儲量大、密度低、化學穩定性強和耐腐蝕性強等優勢，可以作為良好的包覆材料；多孔結構的存在可以使電磁波發生多重散射，增強了材料對電磁波的損耗。