[发明专利]基于5G通信的石墨烯复合吸波材料的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种基于5G通信的石墨烯复合吸波材料的制备方法及其应用，本发明通过机械球磨羰基铁粉与氧化石墨烯的混合物来获得具有优异阻抗匹配性能的片状石墨烯复合吸波材料。在2～18GHz频率范围内，涂敷厚度为1mm时，其反射损耗峰值在5GHz附近达到‑5.8dB，在RL<‑4.0dB的有效吸收频宽为5GHz(3.2～8.2GHz)，完全覆盖了工业和信息化部发布的未来中国移动5G的全频段(3.3～3.6GHz及4.8～5.0GHz)。并且可以调节球磨时间及硬脂酸钙的含量来改变石墨烯复合吸波材料吸收峰的位置，达到可以在未来5G的任意两个频段选择性吸收干扰噪声的目的。

技术领域

本发明是一种基于5G通信的石墨烯复合吸波材料的制备方法及其应用，属于吸波材料技术领域。

背景技术

近年来，电磁波在家用电器，通信，个人数字助理等许多领域得到了广泛的应用，在方便人们生活的同时也出现了严重的电波辐射和污染问题。现如今，移动通信发展迅速，我国工业和信息化部已经发布了5G系统在3000～5000MHz频段内的频率使用规划。不久的将来，5G移动通信将会为我们打开一扇全新的大门，但是各种高强度的电磁波辐射将会使得5G通信被迫在一个充满电磁波辐射污染的环境中传播。这种电磁波污染能够在移动通信传播过程中产生干扰信号，从而影响通信质量。

吸波材料作为一种有效的电磁吸收材料可以吸收和衰减入射电磁波，将其转化为热能或其它形式的能量耗散掉，应用吸波材料吸收电磁波已经成为了预防电磁污染的重要手段。利用吸波材料损耗干扰信号，通过有用信号，从而提高5G通信的接收灵敏度，使用户能够获得更加快速、准确、清晰的信息。

作为一种传统的吸波材料，羰基铁粉具有较高的饱和磁化强度，在微波频段有较强的吸波能力。但是，羰基铁粉的密度大，温度稳定性差，吸收频带窄，不能满足吸波材料“薄、轻、宽、强”的要求，从而限制了其在吸波材料方面的实际应用。而石墨烯是一种新型的二维晶体碳材料，具有厚度薄，密度低，界面大，机械强度强，导电性和导热性好，表面积和光透射率大等一系列的独特性质，广泛应用于超级电容器，传感器和吸波材料。并且在氧化石墨烯结构中，各种含氧官能团(C＝O，C-O，-OH)的存在也可能合成具有不同电磁性能的各种复合材料。

发明内容

本发明正是针对上述现有技术状况而设计提供了一种基于5G通信的石墨烯复合吸波材料的制备方法及其应用，其目的是通过将羰基铁粉与氧化石墨烯复合来调节复合吸波材料的复介电常数和复磁导率，提高阻抗匹配，从而获得吸收性能更好的复合吸波材料。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明技术方案提供了一种基于5G通信的石墨烯复合吸波材料的制备方法，其特征在于：该方法的步骤如下：

步骤一、将羰基铁粉在氩气保护下预热；

步骤二、将羰基铁粉、氧化石墨烯、硬脂酸钙与无水乙醇混合均匀后，进行球磨，球磨时间为1～3小时，得到混合浆料；

羰基铁粉、氧化石墨烯、硬脂酸钙、无水乙醇的配比为5g∶0.1g∶0.01～0.1g∶40～50mL；

步骤三、将球磨后的混合浆料进行真空干燥，得到石墨烯复合吸波材料。

进一步，步骤一中的预热温度为100～150℃，预热时间为1～2小时。

进一步，步骤二中，球磨是在摆震球磨机中加入轴承钢滚珠进行的，轴承钢滚珠由直径6mm的小球和直径8mm的中球组成，两者的重量比为1∶1。

进一步，羰基铁粉、氧化石墨烯和硬脂酸钙的总重量与轴承钢滚珠的重量比为1∶10。

进一步，步骤三中所述的真空干燥温度为50～60℃，保温时间为1～2小时。