[发明专利]一种炭/镍锌铁氧体吸波剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种炭/镍锌铁氧体吸波剂，具体涉及一种低密度炭/镍锌 铁氧体吸波剂及其制备方法，属于磁性功能材料领域。

背景技术

铁氧体是研究较多也较成熟的吸波材料，对电磁波的吸收既有介电 特性方面的极化效应，又有磁损耗效应。但铁氧体存在密度大的缺点，使得 其应用受到了限制。

为了解决铁氧体材料密度大的问题，国内外主要对其进行多组分复 合化和空心化处理。酒红芳(CN102531562A)以水热法制备的C微球作为模 板，制备镍锌铁氧体-C前驱物复合微球，通过煅烧去除模板，得到饱和磁化 强度高达85mu/g的软磁中孔镍锌铁氧体。安玉良(CN102134470A)制备多 孔炭材料负载纳米铁氧体吸波材料，得到颗粒结晶细小，不团聚，且结合牢 固的多孔炭材料负载铁氧体比较牢固。林帅(化学分析计量 1008-6145.2014.05.028)用水热法制备Fe₃O₄/石墨烯复合材料，当匹配厚度为7 mm时，复合材料具有两个吸收峰：在5.5GHz处吸收峰为-9.5dB，在16.5GHz 处出现最大吸收峰-36dB。

然而目前制备镍锌铁氧体的方法主要存在以下缺陷：成本较高，工 艺复杂，不适于工业化生产等缺点。

发明内容

为解决现有研究中的缺陷，本发明提供一种炭/镍锌铁氧体吸波剂及 其制备方法。本发明采用溶胶凝胶法，在木粉表面负载镍锌铁氧体前驱体， 并经氩气气氛下高温煅烧使木粉部分碳化，制得多孔炭/镍锌铁氧体吸波剂， 通过协同效应实现复合材料宽频带、强吸收的特性。

一种炭/镍锌铁氧体吸波剂制备方法，包括以下步骤：

(1)木粉的预处理：采用质量百分比为0.5％～10％的硅烷偶联剂溶液对 40～80目的木粉表面处理10～15min，然后在80～110℃干燥至绝干；

(2)前驱液的配制：在室温下，按Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄中各金属元素的摩尔质量 称取Ni、Zn和Fe的金属盐，分别溶解于水中，得到浓度为0.3mol/L～0.6mol/L 混合盐溶液；向混合金属盐溶液中加入柠檬酸，搅拌均匀，加入柠檬酸的量 与金属离子摩尔比为1:1～1:2；向混合溶液中滴加氨水，调节溶液pH到6～8；

(3)木粉基镍锌铁氧体干凝胶的制备：向步骤(2)中得到的溶液中加入 预处理的木粉，木粉与金属离子的质量比为1:1～2:1；将混合溶液置于60～80℃ 温度下、300～600r/mn速度下搅拌3～6h，得到溶胶，将溶胶转移至坩埚中，经 100～110℃下干燥24～48h，得到木粉/镍锌铁氧体干凝胶；

(4)多孔轻质镍锌铁氧体的形成：将干凝胶以4～6℃/min的速率升温至 400～500℃预烧2h，随炉冷却至室温，得到树枝状样品；将树枝状样品研磨成 粉末状，将其在氩气气氛下以10～15℃/min的升温速率升温到800～1000℃，并 保温2～3h，随炉冷却后即得微波吸收剂。

其中，木粉选自杨木粉、松木粉、杉木粉中的一种；所述的硅烷偶 联剂选自3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、3-氨丙基三乙氧基 硅烷(KH550)中的一种。所述的金属盐选自硝酸盐、氯盐和硫酸盐中的一 种。本发明也保护按照上述方法制备的吸波剂。

本发明相比现有技术具有以下优点：本发明所用木粉具有价格低廉， 原料广泛的特点；本发明以多孔的木粉为模板，制备了具有多孔结构的炭/镍 锌铁氧体，使得铁氧体的比重显著降低，堆积密度仅为1～3g/cm³，具有质轻的 特点；本发明所采用的木粉经高温碳化，与铁氧体复合之后可提高其电磁性 能；本发明微波吸收剂兼具有电损耗特性和磁损耗特性。

附图说明

图1为实施例1制备的炭/镍锌铁氧体的XRD图；

图2为实施例1炭/镍锌铁氧体的电磁参数图；

图3为实施例2炭/镍锌铁氧体的电磁参数图；

图4为实施例3炭/镍锌铁氧体的电磁参数图；

图5为实施例4炭/镍锌铁氧体的电磁参数图；

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1：

制备方法如下：