[发明专利]一种片状羰基铁/八面体锥型锌铁氧体吸波材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种片状羰基铁/八面体锥型锌铁氧体吸波材料及其制备方法和应用，属于电磁吸波材料技术领域。

背景技术

电子技术的发展除了给人们带来便捷的生活以外，电子设备的过度使用也日益加重电磁干扰问题。因此，对电磁污染问题的解决已经刻不容缓。电磁吸收材料是一种能够高效的将电磁波转化为热能的功能材料，而电磁波损耗的形式主要是依赖材料本征的介电损耗和磁损耗能力。磁性金属材料是一种典型的电磁吸收材料，具有磁和介电双重损耗形式，但磁性材料极高的电导损耗能力产生的反向窝电流大大降低了电磁吸收性能。为了提高磁金属的电磁吸收能力，常见的方法是采用多孔结构或者低电导的金属氧化物来抑制窝电流的形成，从而有效的提高电磁吸收性能。例如，Lv et.al等人采用氢气还原铁氧体的方法制备出了多孔十二面体结构的铁，该铁吸收剂在1.5mm厚度下，有效吸收频带宽度可以达到7.2GHz(Nano Research,6,1813-1822(2016))。Guo et.al采用水合肼为还原剂来还原NiO纳米片，在还原过程中，O原子的丢失造成了孔洞结构，最终形成了Ni多孔纳米片，其有效频带宽度达到6.4GHz(J.Alloys and Compounds,731,143-149(2018))。除了设计多孔结构，另一种方法就是利用低电导的金属氧化物去修饰金属材料，从而阻碍窝电流的形成。例如，Cheng et.al采用自氧化的方法，将油相分解达到的金属Fe纳米粒子自氧化成壳-核结构，核是Fe纳米粒子，而壳是由自氧化形成的α-Fe₂O₃组成，其有效频带宽度在1.5mm厚度下可以达到5.3GHz。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种性能良好的片状羰基铁/八面体锥型锌铁氧体吸波材料及其制备方法和应用。

本发明/实用新型是采用以下的技术方案实现的：

一种片状羰基铁/八面体锥型锌铁氧体吸波材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，将所需量的片状羰基铁和锌前驱体盐加入到乙二醇和蒸馏水的混合溶液中，对所得溶液进行机械搅拌一定时间；

步骤2，将步骤1得到的澄清溶液转移到高压反应釜中，在一定温度下进行溶剂热反应；

步骤3，将步骤2冷却后的溶液进行清洗、烘干，即可得到所需产物。

所述步骤1中，片状羰基铁的尺寸为2-5μm，厚度为70nm。

所述步骤1中，片状羰基铁的质量为200～300mg。

所述步骤1中，锌前驱体盐为乙酸锌，质量为50～150mg。

进一步地，所述步骤1中，乙二醇和蒸馏水的体积比为1:1，乙二醇体积为30mL，且片状羰基铁的质量为250mg。

所述步骤2中，溶剂热反应的温度为180～200℃，溶剂热时间为10～15h。

进一步地，所述步骤2中，溶剂热反应的温度为180℃，且时间为12～15h。

所述步骤3中，清洗采用的清洗剂为蒸馏水和无水乙醇。

一种如上述所述方法制备的片状羰基铁/八面体锥型锌铁氧体吸波材料，片状羰基铁的表面粗糙，原位生长了一层八面体锥型纳米锌铁氧体。

一种如上述所述的片状羰基铁/八面体锥型锌铁氧体吸波材料在抗电磁干扰和隐身军事设备中的应用。

采用上述方法制备得到的片状羰基铁/锌铁氧体吸波材料厚度在90nm左右，且片状羰基铁的表面粗糙，原位生长了一层八面体锥状纳米锌铁氧体，该复合物在粒子表面光滑，饱和磁化强度为225emu/g,且在11.8GHz到18GHz范围内的反射率均低于-10dB，而涂层厚度仅为1.5mm(石蜡掺杂量为50wt％)。

本发明有益效果是：

与现有技术相比，本发明制备得到的微米片状羰基铁/八面体锥型锌铁氧体吸波材料具有良好的有效介电损耗能力；同时，作为吸波材料，其在高频段有着良好的吸波性能，低于-10dB的频带宽度能够达到6.2GHz，且涂层厚度只有1.5mm；另外，本发明的制备方法具有合成产率大、周期短、工艺流程简单、成本低的优点。

附图说明

图1是本发明实施例1制得的片状羰基铁/八面体锥型锌铁氧体吸波材料的扫描电子显微镜图；

图2是本发明实施例2制得的片状羰基铁/八面体锥型锌铁氧体吸波材料的扫描电子显微镜图；

图3是本发明实施例3制得的片状羰基铁/八面体锥型锌铁氧体吸波材料的扫描电子显微镜图；