[发明专利]一种利用磁流体制备吸波材料的方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种利用磁流体制备吸波材料的方法，属于吸波材料领域。

发明背景

吸波材料，指能吸收投射到它表面的电磁波能量的一类材料。在工程应用上，除要求吸波材料在较宽频带内对电磁波具有高的吸收率外，还要求它具有质量轻、耐温、耐湿、抗腐蚀等性能。近年来，随着各种电器的普及，电子计算机、通讯卫星、高压输电网和一些医用设备等的广泛应用，由此带来的辐射污染也越来越严重，为此必须进行必要的防护进行吸波。电磁吸波材料按照应用形式可分为涂敷型材料和结构型复合材料。电磁吸波涂敷型材料是由导电填料、树脂粘结剂、溶剂和添加剂组成，其工艺简单，可喷涂、刮涂、刷涂等，无需特殊设备，成本相对较低，因而得到广泛的应用。

根据填料种类的不同，可分为银系、碳系、镍系和铜系电磁吸波涂料等。其中镍系涂料吸收和散射的能力强，磁矢量的衰减幅度大。因为镍具有优良的抗氧化性、抗化学腐蚀性等完全可以满足应用要求，因此内息电磁吸波涂料在涂料类中占有较大的比重。磁性材料在不外加恒定磁场的情况下，由入射交变磁场的角频率和晶体的磁性各向异性等效场决定的本征角频率相等时产生进动共振，从而大量吸收电磁波的能量。磁流体是磁性颗粒在表面活性剂的改性下，均匀分散到油基载液中的磁性流体，它既有液体的流动性又具有固体磁性的材料，有好的磁性各向异性，并且磁流体的Fe₃O₄颗粒尺寸是纳米级的，所以其比表面积大、表面原子比例高、悬挂键多、界面极化和多重散射可能成为重要的电磁波吸收机制。同时由于SiC具有较高的迁移率、饱和漂移速度以及高临界击穿场强，是良好的微波和高频器件材料，加之工作温度高和高热导率，在军用相控阵雷达、通信广播系统中有明显的优势。

在日益重要的隐身和电磁兼容（EMC）技术中，电磁波吸收材料的作用和地位十分突出，已成为现代军事中电子对抗的法宝和“秘密武器”，其工程应用主要有以下几个方面：隐身技术、提高设备电磁兼容性、RFID天线抗金属隔离应用、安全保护、微波暗室等。但现有技术的吸波材料在吸波频带宽度、厚度及重量等方面存在不足，制约了其应用。

发明内容

本发明提出一种利用磁流体制备吸波材料的方法，用于克服现有技术的不足之处。

本发明涉及一种利用磁流体制备吸波材料的方法，其特征在于所述的吸波材料是由复合材料涂层和半导体涂层构成，复合材料涂层由磁流体、高导磁合金粉末以及合成树脂混合制成，在复合材料涂层的基础上再制备半导体涂层，具体制备步骤如下：

（1）制备Fe₃O₄磁流体

用超声波辅助化学共沉淀法制备磁性纳米颗粒，称取60～70wt%的FeCl₃·6H₂O固体和30～40wt%的FeSO₄·7H₂O粉末，将其混合溶解在去离子水中，然后放入恒温水浴箱中，保持温度在55～85℃；量取1～5ml/g的25～28%NH₃·H₂O慢慢加入到烧杯中并不停搅拌，反应一定时间后，加入0.2～2ml/g的无水乙醇，静置一段时间；用盐酸调节溶液的pH至4.5-5.5，加入FeCl₃·6H₂O固体和FeSO₄·7H₂O粉末总重量的0.05～0.5wt%油酸钠粉末，继续搅拌10～60min，便得到黑色的Fe₃O₄胶体，用去离子水和丙酮多次洗涤Fe₃O₄胶体；干燥得到Fe₃O₄磁性纳米颗粒，向磁性颗粒中加入FeCl₃·6H₂O固体和FeSO₄·7H₂O粉末总重量的0.01～0.2ml/g表面活性剂OP-7，0.01～0.1ml/g的油酸和1～10ml/g的煤油或者硅油，充分搅拌后再用超声分散5～30min，得到稳定的油基磁流体；

（2）制备复合材料涂层