[发明专利]一种四氧化三铁纤维吸波材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种四氧化三铁纤维吸波材料的制备方法，涉及微波吸收领域，吸波材料以柠檬酸、硝酸铁和硫酸亚铁为原料三步法制成，首先以柠檬酸、硝酸铁和硫酸亚铁为原料，通过柠檬酸溶胶法制备出Fe₃O₄溶胶；其次在Fe₃O₄溶胶中加入适量助纺剂，得到Fe₃O₄前驱体待纺溶胶，通过静电纺丝的方法制备出Fe₃O₄前驱体纤维；最后，将Fe₃O₄前驱体纤维在氩气保护气体中高温烧结后得到Fe₃O₄纤维吸波材料。本发明打破传统的制备方法，更简单、可控，制备出的Fe₃O₄纤维分布良好，直径大小均一，密度低，且具有更高的吸波强度。

技术领域

本发明涉及微波吸收领域，特别涉及一种四氧化三铁纤维吸波材料的制备方法。

背景技术

随着电磁技术的高速发展，在促进时代信息化的同时，电磁干扰对军事安全和民用电子信息领域的影响愈加严重，高性能吸波与防护材料已经成为了当前电磁材料领域研制和开发的重点之一。吸波材料作为一种重要的军事功能材料，其作用是减少或消除雷达、红外线等对目标的探测，以达到战场隐身提高自身生存力的目的。随着科技的不断发展，吸波材料在满足厚度薄、质量轻、频带宽、吸收强的同时，还需满足耐温、耐腐蚀、耐湿。因此，研究和开发满足上述要求的新型吸波材料显得尤为重要。

铁氧体类吸波材料由于既有亚铁磁性又有介电特性，因而兼具磁性和介电两种材料的损耗特点。此外，铁氧体具有较高的相对磁导率和较低的制备成本，即使在低频、薄厚度的情况下仍具有良好的吸波性能。其中Fe₃O₄作为一种传统的磁性吸波材料，是铁氧体中应用最广泛的材料，它具有磁导率高、吸波强度高和制备简单等优点，且作为双损耗介质，对电磁波既有磁损耗又有介电损耗，但其相对密度大、吸收频带窄、颗粒分散性差、易腐蚀和高温性差等缺点，难以满足优秀吸波剂“薄、轻、宽、强”的要求，限制了其进一步的应用。

材料的性能主要取决于它的化学成分和制备工艺，这两者直接影响着材料的微观结构和相组成，材料的组织结构对吸波性能有着较大影响。Fe₃O₄材料的吸波性能与化学组分、制备工艺、粒子尺寸和应用频率等密切相关。选择合适的制备方法，可以改变Fe₃O₄材料的形貌、颗粒尺寸从而改变其电磁性能。传统的Fe₃O₄材料制备方法有共沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法、自蔓延燃烧法、低温固相反应前驱体法、沸腾回流反应法等，但制备出的吸波材料多数为固体颗粒，具有产物粒径大、分布不均匀、团聚严重等缺点，因此需要进一步得到改善。

发明内容

本发明所要解决的技术难题是克服上述现有的吸波材料多数为固体颗粒、相对密度大、产物粒径大、分布不均匀、团聚严重等不足，提供了一种四氧化三铁纤维吸波材料的制备方法，得到了纤维分布良好，直径大小均一，密度低，且高吸波强度的吸波材料。

一种四氧化三铁纤维吸波材料的制备方法，以柠檬酸、硝酸铁和硫酸亚铁为原料三步法制成，首先以柠檬酸、硝酸铁和硫酸亚铁为原料，通过柠檬酸溶胶法制备出Fe₃O₄溶胶；其次在Fe₃O₄溶胶中加入适量助纺剂，得到Fe₃O₄前驱体待纺溶胶，通过静电纺丝的方法制备出Fe₃O₄前驱体纤维；最后，将Fe₃O₄前驱体纤维在氩气保护气体中高温烧结后得到Fe₃O₄纤维吸波材料。

该方法的具体步骤为：