[发明专利]一种渗流型钛酸钡-镍锌铁氧体复合粉体吸波材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于吸波材料技术领域，特别涉及到一种溶胶凝胶原位形成渗流型钛酸钡-镍锌铁氧体复合粉体吸波材料及其制备方法。

背景技术

吸波材料早期应用于军事领域，如隐身飞机、舰艇等。第一个专利产生于荷兰，此后英美德等发达国家陆续加大对吸波技术的研究并纷纷将其应用于军事领域。而今，随着现代社会的信息化程度加深，电子通讯设备无处不在，电磁波污染、干扰等现象也日渐严重。而且电磁辐射对人类的身体健康也有较大程度的损害。因此吸波材料作为保护涂层材料，在民用领域也开始得到了重视。因此，吸波保护涂层材料是一种在军用和民用领域都可以有广泛运用的材料。

吸波材料的种类很多，到目前为止被广泛关注的吸波材料有：、碳纤维吸波材料、纳米吸波材料、手性吸波材料、导电高聚物吸波材料、金属微粉吸波材料、多晶铁纤维吸波材料、铁氧体吸波材料以及铁电铁磁复相吸波材料等几类。吸波材料的性能好坏，也即材料对电磁波的衰减能力：衰减常数，可以用如下公式表示：

α＝2πf{[(μ″ε″-μ′ε′)²+(μ′ε″+μ″ε′)²]^1/2+(μ″ε″-μ′ε′)}^1/2

α越大，表示材料的吸波能力越强。鉴于上述最常见的吸波材料主要为单一性能的吸波材料，通常可分别表现出或较好的磁导率特性或较好的介电特性，而从上述吸波能力表达式看，其吸波性能的好坏不但与材料的介电性能有关，而且与材料的磁性能有关，且材料的损耗越大，吸波性能就越好。也就是说，如果能既改善材料的介电性能又改善材料的磁导率性能，并同时提高两者的损耗则有望大大提高其吸波特性。

铁电铁磁复合陶瓷材料是一种既具有铁电和介电特性、又具有铁磁性的复合材料，既具备介电损耗，又具备磁损耗，因此铁电铁磁复合吸波材料有望具备优于单相材料的吸波性能。然而已有结果目前多建立在一种简单复合概念的基础上，虽然这样可在一定程度上改善某些性能，但本质上还未有明显突破，仅仅简单利用两种材料各自自身的特性实现对吸波性能的调节。再则，根据复合定律已知，两相复合表现出来的性能与复合两相各自的含量直接相关，随着其中一相含量下降，其相应特性将随之下降，也即简单复合情况下，很难保证两相同时表现出很高的性能。

通过引入渗流理论，结合其在复合体系中能产生的非线性效应，并通过原位复合溶胶凝胶法制备工艺，在一个体系中原位形成两相，并实现两相之间的均匀分布和相互包裹，成功地在导电的铁磁相颗粒不相互接触的前提下大大提高铁磁相含量，既可以获得超高介电特性，又可以获得高的磁性能，其在渗流阈值附近时介电性能达到原来的几倍甚至几十倍且不损失高的磁性能。同时，在保持具有较大的本征磁损耗时，通过在渗流点时大量空间电荷而产生较大介电损耗。更进一步，由于大量的两相复合介面缺陷存在，以及较高导电性的铁磁相颗粒在近乎相接触的渗流阈值附近可能产生的巨大的漏电流，大大提高了体系的损耗特性。可见，这样的体系大大提高了损耗，从而可成功改善铁电铁磁复相粉体材料的吸波特性，获得高性能的渗流型吸波材料，因此从本质上突破了传统复合吸波材料的吸波效果，吸波性能得到巨大提高。很显然，渗流型钛酸钡-镍锌铁氧体复合粉体吸波材料有望作为涂层材料在相关领域得到新的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种渗流型钛酸钡-镍锌铁氧体复合粉体吸波材料及其制备方法。

本发明的渗流型钛酸钡-镍锌铁氧体复合粉体吸波材料，由钛酸钡-镍锌铁氧体两相组成，其中镍锌铁氧体相的含量为80mol％～90mol％。

渗流型钛酸钡-镍锌铁氧体复合粉体吸波材料的制备方法，采用的是溶胶凝胶原位形成法，具体步骤如下：

1)将醋酸钡和醋酸镍按摩尔比1∶1～1∶5混合，加入冰醋酸搅拌溶解得到溶胶(1)，使溶胶中溶质浓度为1.0mol/L；

2)将钛酸丁酯、醋酸锌及硝酸铁按摩尔比1∶1∶4～1∶5∶20混合，加入乙二醇甲醚搅拌溶解得到溶胶(2)，使溶胶中溶质浓度为3.7mol/L；

3)将上述两种溶胶(1)和(2)混合，并加入体积三倍于混合溶胶的去离子水，进行搅拌，得到溶胶(3)；

4)将溶胶(3)在120℃下干燥得到干胶，再将干胶在850℃～950℃下热处理1.5h，原位形成渗流型钛酸钡-镍锌铁氧体复合粉体吸波材料。