[发明专利]一种复掺纳米吸波剂的单层水泥基吸波体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种复掺纳米吸波剂的单层水泥基吸波体及其制备方法，该吸波体包括水泥、硅灰、水、还原氧化石墨烯、纳米四氧化三铁、镀镍多壁碳纳米管和减水剂，其它组分分别占水泥质量的5～20％、30～40％、0.01～0.1％、1～3％、0.2～1.5％和0.1～0.5％；制备方法包括如下步骤：称取所需材料；将水泥、硅灰倒入搅拌锅搅拌均匀，搅拌均匀后将纳米四氧化三铁和镀镍多壁碳纳米管倒入搅拌锅，低速搅拌2～5min；接着加入还原氧化石墨烯的分散液拌合均匀；再加入水及减水剂，搅拌机低速搅拌2～5min，停10～30s，高速搅拌2～5min，将拌好的浆料注入模具振动成型，并置于恒温恒湿箱中养护，24h后脱模，在此条件下继续养护，即得。本发明绿色、环保、无放射性，制备工艺简单，成形方便，可标准化生产，与建筑结合好。

技术领域

本发明属于一种新型的改性水泥基复合材料，具体涉及一种复掺纳米吸波剂的单层水泥基吸波体及其制备方法。

背景技术

随着电子信息产业的迅猛发展，电磁波作为信息传播的重要载体，已经渗入人们生活的各个方面。用电设备工作时会产生电磁辐射，并以传导耦合与辐射耦合方式向周围环境传播。当前，电磁辐射已被有关组织列为既水、空气、噪声之后的第四大污染源。电磁辐射不仅降低了电子设备使用效率、使用性能和可靠性，而且还降低了电子设备使用寿命与安全性，同时，电磁辐射通过热效应与非热效应对人体健康造成不同程度的危害，对人体固有的微弱电磁场产生干扰，造成人体细胞内遗传基因发生变异，增加了人体患白血病、高血压、癌症等疾病的风险，也会产生不同程度地信息泄密和位置泄露。

电磁波以能量的形式在空间里向远方传播而不返回波源，这样便形成了电磁辐射，当遇到吸波体时会产生屏蔽与吸收现象，一部分能量因吸波体表面阻抗与空间波阻抗不匹配而被反射回来，一部分能量由吸波体透射，而入射到吸波体内部电磁波一部分能量因物体内部带电粒子极化而被耗散，一部分能量因吸波体内部散射效应发生多重反射转化为热能或其它形式能量被消耗。在电磁波屏蔽与吸收研究方法中，传输线理论法是当前广泛采用的一种分析方法，该方法将屏蔽体看作为一定厚度均匀材料体，入射在其表面电磁波被反射一部分，剩余部分透入到屏蔽体向前传播，在传播过程中，电磁波将受到屏蔽体的连续吸收衰减，在屏蔽体内部界面间多次反射与透射，其原理如说明书附图1所示。

根据谢科诺夫(Schelkunoff)公式，总屏蔽效能SE_total(dB)＝SE_A+SE_R+SE_M，其中SE_A为吸收部分效能，SE_R为反射部分效能，SE_M为材料内部多次反射效能，当SE_A大于15dB时，SE_M可忽略不计，此时总屏蔽效能SE_total(dB)＝SE_A+SE_R。由Schelkunoff公式可知，屏蔽不能从根本上削弱甚至消除电磁波，由材料表面反射的电磁波还会产生二次污染，采用具有吸波功能的材料，将电磁波的能量转换为其它形式的能量，能够从根本上消除电磁波辐射。

低碳、节能、科技环保是绿色建筑内涵的基本要素，在未来社会里，人们在享受低碳生活的同时，会更加注重居住环境科技含量与品味。目前，尽管电磁辐射污染危害性还未被人们摆到与水、空气、噪声污染在同一层次，但随着人们环保意识的增强，相信在不久的将来，人们也会有治理水、空气与噪声污染的决心来治理电磁波所带来的各种危害。

因此，发明一种能有效屏蔽与吸收电磁波的吸波体，满足人们不断增长的美好生活需求，改善居住环境质量，推动绿色建筑领域技术革新与材料性能的大力提升，有效减少电磁波污染这方面研究具有重要的理论研究与实际应用价值，也是一项有价值的工作。