[实用新型]一种高效吸波粒子

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于吸收电磁波的高效吸波粒子。

背景技术

吸波材料在吸波剂的选择方面有铁氧体、磁纳米胶囊、聚苯胺包覆炭黑、导电高分子、碳化硅粉末纳米、石墨-碳纤维等，人们在吸波材料的研究方面进行了许多工作，如以玻璃微珠为基核在表层沉积纳米金属（铜、镍）微粒及TiO₂微粒制得复合材料等。总之，如何提高吸波材料的吸收效率、拓宽对电磁波的吸收频率、并使材料尽可能的比重轻且耐受各种环境考验是人们不断最求的目标。

实用新型内容

本实用新型提供一种能够高效吸收电磁波的高效吸波粒子，本实用新型具有对电磁波的吸收效率高、且具有比重轻、耐高温、吸收频率宽的特点。

本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型所述的一种高效吸波粒子，所述吸波粒子为金属空心微粒，且微粒的表面有蜂窝状孔洞。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1、吸收效率高

从电磁波的频率和波长考虑，辐射到吸波粒子表面的电磁波会发生反射、衍射等。本发明的吸波粒子的微观结构特点决定其比表面积大幅度增加，电磁波在各微粒金属表面之间持续不规则反射的机会也将大幅度增加，吸波粒子持续不规则的反射将使电磁波携带的能量消耗而被高效转变为热能，表现为吸波粒子温度的升高。

2、比重轻

由于金属球体内部为空心结构，吸波粒子的堆积比重及含有吸波粒子的涂层都比现在铁氧体吸波粒子及制成的涂层的比重小30%以上。

3、耐高温

采取铁氧体和有机高分子做吸波粒子在摄氏200以上可能失效，而本实用新型的吸波粒子只要将温度控制在吸波粒子制成金属的熔点以下就可以保持对电磁波的吸收能力。

4、对电磁波的吸收频率宽

由于吸波粒子的金属成份、球体尺寸及表面纳米蜂窝尺寸可以调整，可以找出能适合吸收某一频率范围电磁波的吸波粒子型号（金属成份、球体尺寸、表面蜂窝尺寸），将多个型号的吸波粒子与环氧树脂等进行均匀混合，就可制成能吸收宽波段电磁波的吸波材料。

附图说明

图1是吸波粒子的结构示意图。

图2是含有吸波粒子的涂层对电磁波吸收的示意图。

具体实施方式

实施例

一种高效吸波粒子，所述吸波粒子为空心微粒1，且球的表面有蜂窝状孔洞2。参照图1，图1显示的是内空的壳体，壳体表面布满了孔洞，这些孔洞可以是贯通的、也可以是不贯通的，这种结构大幅度增加了粉末的比表面积。当电磁波A辐射到聚集在一起的吸收粒子时，除非电磁波逃出吸波粒子聚居区，否则将在聚集的吸波粒子表面间被持续反射直至能量彻底消耗殆尽，其电磁能转化为热能被吸波粒子吸收，表现为吸波粒子温度的升高。

在本实施例中，所述吸波粒子为金、银、铂、钯、镍、钨、钼、铅、铜、锡、钴、镉或其合金空心微粒；空心微粒的直径为5纳米至150微米，空心微粒的壳层厚度为微粒直径的1/10—1/3，蜂窝状孔洞的孔径为0.1-10纳米。

实验例

参照图2和图1，当电磁波A辐射到聚集在一起的吸波粒子时，除非电磁波逃出吸波粒子聚居区，否则将在聚集的吸波粒子表面间被持续反射直至能量彻底消耗殆尽，其电磁能转化为热能被吸波粒子吸收，表现为吸波粒子温度的升高。电磁波A向基体4辐射时，首先在涂层3表面会有部分的反射波C，进入涂层3内部的电磁波将遇到大量的吸波粒子，形成电磁波B，电磁波B在这些粒子各表面之间将发生持续的反射，直至将电磁波的能量消耗殆尽，没有遇到吸波粒子的电磁波A的一部分和没有被消耗的部分电磁波B到达基体4的表面形成反射波，这些反射波又进入涂层3内部，又在吸波粒子表面间发生持续的反射直至能量消耗，只要电磁波不彻底离开涂层表面，在涂层内部运动就极有可能被吸波粒子表面之间持续反射，直至能量耗尽，少部分电磁波逃出涂层3形成电磁波D。被消耗的电磁能被吸波粒子吸收转换为热能表现为吸波粒子温度的升高。

基于上述吸波粒子的工作原理，本发明提出同时微波照射温升测量比较法来快速比较评价吸波粒子或吸波材料。用相同形状和容积的陶瓷甘锅各装同样份量需要比较的材料，先用红外温度计进行温度测量，然后将甘锅放入微波炉、同时放入装有100-1000ml水的烧杯。开启微波炉，并记录时间，当微波炉停止工作时立即打开微波炉取出甘锅，迅速用红外温度计测量甘锅内粉末的温度，并记录。粉末温度升高值越大，则说明该吸收剂对该微波发射频率的微波吸收效率越高。更换微波炉内发射微波的器件以调整微波发射频率，重覆上述测量步骤，就可以比较吸波材料在新的微波频率下的吸收效率高低。