[发明专利]一种HalS-Fe3

说明书

本发明公开了一种HalS‑Fe₃O₄@C复合材料及其制备方法和应用，所述复合材料由核心材料和包覆层构成，所述核心材料为表面负载四氧化三铁的埃洛石微球，所述包覆层为C。制备方法为先将埃洛石原矿粉进行喷雾造粒法获得埃洛石微球，然后将埃洛石微球置于铁溶液中，通过共沉淀法获得表面负载四氧化三铁的埃洛石微球，再将其进行树脂包覆、碳化处理，即得HalS‑Fe₃O₄@C复合材料。本发明所制备的复合材料磁饱和强度高，没有剩余磁化强度和矫顽力，表现为典型的顺磁性能。本发明制备工艺简便，制备的复合物电磁性能优良，具有良好的吸波性能。

技术领域

本发明涉及一种HalS-Fe₃O₄@C复合材料及其制备方法和应用，属于微波吸收材料技术领域。

背景技术

当代科学技术发生了迅猛的发展，各类日常电子产品、家用电器、工业生产和国防中大型的电子电气设备(雷达、无线电发射设备等)层出不穷，种类繁多，是生活和生产不可缺少的一部分，给人们日常生活带来便利的同时也推动着社会不断地发展。但是，这些设备使用时会释放出具有不同频率的电磁波，并且强度也各异，当辐射量超标时便会导致我们生活环境出现严重的电磁干扰，严重影响着人们的日常生活和生产活动，并且对身体健康造成一定的危害，引发神经障碍；影响动植物的生长，造成基因突变；干扰其周围的其他设备，导致它们不能正常的运作。电磁污染成为了继水、空气、声污染之后又一项新的污染，并且其危害巨大而且很难防护。因此，研究吸波材料，使其实现对电磁波的有效吸收能够减少日常生活和生产中产生的电磁波，降低电磁污染的危害，并且研究新型微波吸收对国防军事也有着重大的意义。

传统微波吸收材料分为电阻型、电介质型和磁介质型。电阻型吸波材料通过与电场之间相互作用来实现对电磁波的损耗，电导和介电是该类材料吸收效果的决定因素，碳材料、金属粉末材料等都属于该类。电介质型吸波材料是以碳酸钡等铁电陶瓷这一类的吸波材料为主，主要由电子和离子等的极化弛豫来衰减掉电磁波。铁氧体属于磁介质型的吸波材料，其损耗机理为磁损耗、电磁共振等的共同作用来吸收电磁波。从吸波机理上讲，磁介质型吸波材料性能最好，也是目前研究比较多的吸波材料，然而，单一形式的微波吸收材料难以同时达到多频段、宽频带的吸收效果，此外，从吸波材料的吸波机理和电磁波与介质的相互作用可以看出，该类材料需要拥有两种特性：阻抗匹配和衰减特性。阻抗匹配即需要尽量减少材料对电磁波的反射和透射的同时将入射波入射到材料内部，衰减特性即使电磁波尽可能多的转换成光、热等其他形式耗散掉。因此，如何实现多频段、宽频带多元复合材料已成为微波吸收材料的研究热点。如，曹矛胜[ACS Applied MaterialsInterfaces,2014,6(15):12997]等将磁性四氧化三铁负载到多壁碳纳米管上制备的吸波性能良好的CNTs/Fe₃O₄复合材料；张颜兰[Nano Research,2018, 11(3):1426–1436]等人通过水热法将NiFe₂O₄纳米粒子负载到GO上，NiFe₂O₄均匀的在氧化石墨烯表面生长，制成吸波性能优异的NiFe₂O₄/GO复合材料。另外，还有大量的研究集中在制备FeNi，FeCo等磁性材料和聚苯胺，C等介电材料复合的多元吸波材料，然而现有技术中用于制备复合微波吸收材料的方法中，大多对生产设备要求高，原料昂贵，工艺过程较为复杂。

发明内容

针对目前四氧化三铁单独作为磁介质型吸波材料时，存在适用频段低、密度大、电磁匹配性差等缺陷，本发明的目的在于提供一种具有优异微波吸收性能的 HalS-Fe₃O₄@C复合材料及其制备方法和应用。