[发明专利]一种微孔磁性介质复合陶瓷吸波超材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种微孔磁性介质复合陶瓷吸波超材料及其制备方法，涉及电磁功能材料技术领域，所述微孔磁性介质复合陶瓷超材料包括周期阵列微孔陶瓷和纳米磁性铁氧体，周期阵列微孔陶瓷的孔为方形孔，纳米磁性铁氧体嵌于周期阵列微孔陶瓷的孔中，周期阵列微孔陶瓷的孔径为0.4～1000μm，周期阵列微孔陶瓷的厚度为0.8～3.5mm；本发明中微孔磁性介质复合陶瓷超材料，利用周期阵列微孔陶瓷的介电损耗与纳米磁性铁氧体的磁损耗相协同，实现材料的本征负电磁参数，结构简单，制备工艺成熟，原材料易于获得，成本低，易于规模化生产和应用。

技术领域

本发明属于电磁功能材料技术领域，具体涉及一种微孔磁性介质复合陶瓷吸波超材料及其制备方法。

背景技术

电磁吸波材料指能吸收或者大幅减弱投射到它表面的电磁波能量，并通过材料转变为热能，从而减少电磁波干扰的一类材料。要实现良好的吸波，入射来的电磁波要尽可能多地进入吸波材料而不被反射，且吸波材料要能将电磁波损耗吸收掉。在工程应用上，除要求吸波材料在较宽频带内对电磁波具有高的吸收率外，还要求它具有质量轻、耐温、耐湿、抗腐蚀等性能。随着材料制备水平以及微观结构表征能力的不断改进与提高，传统材料吸波性能的提升难度越来越大，近年来出现的超材料由于其不同寻常的电磁响应特性得到了快速的发展。

电磁超材料是由人工亚波长结构单元构成的复合结构，能够实现超常的电磁特性，在电磁吸波领域具有重要的应用价值。但是，随着隐身技术频率范围的不断拓展，人工结构的超材料目前多是通过多层结构叠加或改变尺寸、形状等获得宽带吸波超材料，但是该方法制备工艺复杂，难以加工、性能可调性差、且带宽仍相对较窄。因此，结构简单、制备方便、成本低的宽带吸波超材料一直是相关领域的研究重点之一。

发明内容

本发明提供了一种微孔磁性介质复合陶瓷吸波超材料及其制备方法，解决了上述问题，本发明是通过如下技术方案来实现的。

本发明目的之一是提供一种微孔磁性介质复合陶瓷吸波超材料，所述微孔磁性介质复合陶瓷吸波超材料包括周期阵列微孔陶瓷和纳米磁性铁氧体，所述周期阵列微孔陶瓷的孔为方形孔，所述纳米磁性铁氧体嵌于所述周期阵列微孔陶瓷的孔中；

所述周期阵列微孔陶瓷的孔径为0.4～1000μm，所述周期阵列微孔陶瓷的厚度为0.8～3.5mm，所述纳米磁性铁氧体嵌入深度为0.5～2mm。

优选地，所述周期阵列微孔陶瓷为氧化铝微孔陶瓷。

优选地，所述氧化铝微孔陶瓷的相对介电常数为9～12.5，介电损耗角正切值为0～0.5。

优选地，所述纳米磁性铁氧体为Co Fe₂O₄、Ni Fe₂O₄中的任意一种或两种。

本发明目的之二提供一种微孔磁性介质复合陶瓷吸波超材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：将周期阵列微孔陶瓷通过粗化、敏化、清洗及烘干过程进行原位合成前预处理；

所述粗化过程为将周期阵列微孔陶瓷浸入粗化液中，周期阵列微孔陶瓷：粗化液＝1g：2～5mL，室温下超声波处理30min后，去离子水清洗2～3次；

所述敏化过程为将周期阵列微孔陶瓷浸入敏化液中，周期阵列微孔陶瓷：敏化液＝1g：2～5mL，室温下超声波处理30min后，去离子水清洗2～3次；

S2：将预处理后的周期阵列微孔陶瓷固定于1000mL水热反应釜的内衬中，向水热反应釜的内衬中倒入原位合成液，周期阵列微孔陶瓷：原位合成液＝1g：10～15mL，用氢氧化钠调节原位混合液pH至8.0～11.0；超声振动30min，盖好反应釜，将反应釜置于烘箱，保持温度149.5～150.5℃，反应6～10h；

S3：将S2反应后冷却的周期阵列微孔陶瓷取出，用水清洗表面，70℃真空干燥，制得微孔磁性介质复合陶瓷吸波超材料。