[发明专利]一种FeNi/C纳米纤维电磁吸波剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种FeNi/C纳米纤维电磁吸波剂，所述电磁吸波剂由多根FeNi/C纳米纤维相互堆叠而成；多根FeNi/C纳米纤维相互搭接形成导电网络；其中，每根FeNi/C纳米纤维中，C纳米纤维将FeNi纳米颗粒包裹在其中。本发明还公开了上述FeNi/C纳米纤维电磁吸波剂的制备方法。采用本发明制备方法制得的FeNi/C纳米纤维电磁吸波剂呈一维纳米纤维结构，多根一维纳米纤维相互堆叠形成导电网络结构。本发明FeNi/C纳米纤维电磁吸波剂具有良好的导电性，在低厚度下也具有强的反射损耗和宽的有效吸收频带；如在低厚度下(1.8mm)，有效吸波频带可达到4.4GHz，在2.7mm厚度下，吸波性能可达到‑24.8dB。

技术领域

本发明涉及一种FeNi/C纳米纤维电磁吸波剂，还涉及上述FeNi/C纳米纤维电磁吸波剂的制备方法，属于吸波材料技术领域。

背景技术

一维材料如纳米线、纳米棒和纳米管等因具有各向异性，大的横纵比，良好的色散性能，并且能提供直接的电子传输路径等优异性能而被广泛应用在电磁波吸波领域。其中，碳纳米纤维作为其中一种一维材料，受到了广泛的关注。许多碳纳米纤维被用来研究它的吸波性能，来满足理想的吸波材料的强吸收、频带宽、质量轻和密度小的特点。例如，700℃下煅烧5h后得到的Fe₃O₄/C纳米纤维在8.0GHz时的最大反射率可以达到-45.0dB。(T.Zhang,D.Huang,Y.Yang,F.Kang,J.Gu,Fe3O4/Carbon composites nanofiber absorber withenhanced microwave absorption performance.Mater.Sci.Eng.B 2013,178,1-9.)王等人成功利用自然界的胶原蛋白纤维合成了分层碳纳米纤维束，这是一种质量轻的强吸波电磁波吸波剂。(X.Wang,X.Huang,Z.Chen,X.Liao,C.Liu,B.Shi,Ferromagnetichierarchical carbon nanofiber bundles derived from natural collagen fibers:truly lightweight and high-performance microwave absorptionmaterials.J.Mater.Chem.C 2015,3,10146-10153.)值得一提的是，静电纺丝是一种相当成熟的、效率高、能够大规模生产一维材料的技术。碳纳米纤维和金属材料组合可以优化电磁吸波剂的电磁参数，但是现有的碳纳米纤维和金属材料组合的复合电磁吸波剂中，金属材料负载在碳纳米纤维的表面，容易被氧化，从而降低了金属材料的磁性，进而影响整个复合材料的电磁吸波性能。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种FeNi/C纳米纤维电磁吸波剂，该电磁吸波剂具有良好的吸波性能，即在低厚度下也具有强的反射损耗和宽的有效吸收频带；同时，电磁吸波剂中的合金纳米颗粒防腐性能好，不易被氧化，从而延长电磁吸波材料的使用寿命。

本发明还要解决的技术问题是提供上述FeNi/C纳米纤维电磁吸波剂的制备方法，该制备方法工艺简单、成本低，能够适用于工业化大规模生产。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术手段为：

一种FeNi/C纳米纤维电磁吸波剂，所述电磁吸波剂由多根FeNi/C纳米纤维相互堆叠而成；多根FeNi/C纳米纤维相互搭接形成导电网络；其中，每根FeNi/C纳米纤维中，碳纳米纤维将FeNi纳米颗粒包裹在其中，即FeNi纳米颗粒嵌入在C纳米纤维内。

其中，每根FeNi/C纳米纤维的直径为100～250nm，所述FeNi纳米颗粒的直径不大于11.8nm。

上述FeNi/C纳米纤维电磁吸波剂的制备方法，具体包含如下步骤：