[发明专利]一种复掺石墨烯纳米片的双层水泥基吸波板及其制备方法

权利要求书

1.一种复掺石墨烯纳米片的双层水泥基吸波板，其特征在于，由上层和下层组成，且上层和下层的厚度比为8:7；

其中，上层包括水泥、硅灰、水、石墨烯纳米片、纳米镍颗粒以及减水剂，所述硅灰、水、石墨烯纳米片、纳米镍颗粒以及减水剂分别占水泥质量的10%，32~33%，0.03~0.06%，0.75%，0.33~0.35%；

下层包括水泥、硅灰、水、碳纤维、炭黑、减水剂以及分散剂；所述硅灰、水、碳纤维、炭黑、减水剂以及分散剂分别占水泥质量的10%，74~80%，0.5~1%，6%，0.35~0.36%，0.35~0.38%。

2.根据权利要求1所述的复掺石墨烯纳米片的双层水泥基吸波板，其特征在于，所述水泥为普通硅酸盐水泥，等级为P·II 42.5级。

3.根据权利要求1所述的复掺石墨烯纳米片的双层水泥基吸波板，其特征在于，所述硅灰总碱度<1.5%，SiO₂含量>85%，比表面积为15 m²/g，活性指数>105%，含水率<3.0%，吸水率<125%。

4.根据权利要求1所述的复掺石墨烯纳米片的双层水泥基吸波板，其特征在于，所述石墨烯纳米片纯度达>99.5wt%，厚度为0.4-20 nm，直径为5-10 µm，层数为1-5层，密度为0.23g/cm³，体积电阻率4×10^-4 ohm-cm。

5.根据权利要求1所述的复掺石墨烯纳米片的双层水泥基吸波板，其特征在于，所述纳米镍颗粒纯度达>99.9wt%，平均粒径为50 nm，比表面积为23.2 m²/g，体积密度为0.22 g/cm³，晶型为近球型，颜色为黑色。

6.根据权利要求1所述的复掺石墨烯纳米片的双层水泥基吸波板，其特征在于，所述碳纤维直径<8 µm，含碳量>95%，拉伸强度>3500 MPa，拉伸模量>210 GPa，拉伸率<2.1%，密度为1.74-1.79×103 kg/m³，电阻率为1.0-1.6 Ω·cm。

7.根据权利要求1所述的复掺石墨烯纳米片的双层水泥基吸波板，其特征在于，所述分散剂为羧甲基纤维素。

8.权利要求1所述的复掺石墨烯纳米片的双层水泥基吸波板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）按配方称取下层原料，在容器中加入60 ℃水，将分散剂缓慢加入水中，搅拌至分散剂充分溶解，接着在容器中加入所需碳纤维，将混合物搅拌均匀，使碳纤维充分分散，形成碳纤维分散液搅拌备用；将水泥、硅灰倒入搅拌锅，搅拌均匀后加入所需的炭黑与碳纤维分散液，再次搅拌均匀，最后加入剩余的水及减水剂，低速搅拌2~5 min，停10~30 s，高速搅拌2~5 min后即为成型下层所需浆料；

（2）按配方称取上层原料，将水泥、硅灰及纳米镍颗粒倒入搅拌锅搅拌均匀，在混合物中加入石墨烯纳米片分散液拌合均匀，最后加入水及减水剂，将混合物在搅拌机上低速搅拌2~5 min，停10~30 s，高速搅拌2~5 min后即为成型上层所需浆料；

（3）先用双层叠合模具浇筑下层板，振捣密实，放入标准养护箱养护24 h，再浇筑上层板，振捣密实，放入标准养护箱养护24 h后进行脱模。

9.根据权利要求8所述的复掺石墨烯纳米片的双层水泥基吸波板的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中模具的尺寸为300×300×30 mm³。