[发明专利]一种固体纳米分散体吸波材料

说明书

本发明公开了一种固体纳米分散体吸波材料，利用微生物发酵得到的单磁畴Fe₃O₄纳米晶体——磁小体为吸收剂，同时与碳材料复合，经喷雾干燥技术制备成生物纳米吸波材料。本发明吸波材料的制备方法简单，磁小体填充量小，粉体产生量大，生产成本较低，易于大规模工业化生产，且所得吸波材料颗粒均匀统一，稳定性强，具有优异吸波性能，吸波频率宽，同比当前吸波材料效果更好，有很高的实际应用价值。

技术领域

本发明属于吸波材料技术领域，具体涉及一种固体纳米分散体吸波材料。

背景技术

随着军事领域中电磁隐身技术的发展需要，以及电磁污染、电磁干扰问题日趋严重，吸波材料逐渐成为功能材料领域的研究热点。吸波材料是指能吸收或者大幅减弱投射到它表面的电磁波能量，从而减少电磁波的干扰的一类材料，并将电磁能转化成其它形式的能量消耗掉。现代战争中，面对着发达的雷达探测技术和电子战的强电磁干扰技术，提高武器隐身性能、抗电磁干扰能力的需求也越来越强烈。解决这些问题的主要途径，是设计出更好的吸收和屏蔽电磁波的材料，将其加装于武器表面，利用吸波材料对电磁波进行吸收或是减少对它的反射，实现武器隐形和抗电磁干扰。传统吸波材料，如铁氧体、金属微粉和碳化硅等，通常存在吸收频带窄、密度高、填充比大等缺点，因而限制了它们在实际中的应用。理想的吸波材料一般需要满足厚度薄、质量轻、吸收频率宽、吸收性能强(“薄、轻、宽、强”)等要求。因此，开发结构新颖、综合性能优异的新型吸波材料具有重要的科学价值和应用前景。

专利CN103347377A报道过，采用水热法两步合成RGO/Co₃O₄纳米复合材料，当样品厚度为3.3mm，在13.8GHz处吸波性能最好，反射损失达到-43.7dB。该方法将RGO与Co₃O₄复合得到RGO/Co₃O₄纳米复合材料，相比于单一RGO与Co₃O₄吸波性能均有提升，但是该方法原料制备工艺复杂，因此不适合大规模生产，限制了实际应用。据《纳米科技》2015(2)：46-50报道，利用化学气相沉积(CVD)技术，在外加磁场作用下，以二茂铁为原料，通过高温裂解获得外径为50～60nm，内径为30～40nm的管状Fe@C复合材料，当Fe@C厚度为5mm，频率为2.5GHz时达到最大反射损失-18dB。该方法制备得到的Fe@C复合材料尺寸较小，形貌好且制备成本低，但是吸波频带较窄。

发明内容

本发明的目的是克服现有吸波材料存在的吸收频带窄、密度高、填充比大等问题，提供一种通过喷雾干燥法制备的，具备吸收频带宽、密度低、填充比小等优良特性的固体纳米分散体吸波材料的方法。

针对上述目的，本发明采用的技术方案是：该吸波材料是将磁小体与粘结剂、碳材料、溶剂按质量比为1:3～8:0.5～3:20～100混合均匀后，经喷雾干燥制备而成。

上述的碳材料为碳纤维或石墨烯。

上述的粘结剂为阿拉伯胶、麦芽糊精、聚苯乙烯、聚氨酯、聚苯胺、聚丙烯酸中任意一种或多种的混合物。

上述溶剂为水、丙酮、乙酸乙酯中任意一种。

上述磁小体与粘结剂、碳材料、溶剂的质量比优选为1:4～5:1～2:30～50。

上述混合均匀的方式为先高速剪切，然后高压均质。

上述高速剪切的功率为1000～1500W、压力为0.6～1.2MPa。

上述高压均质的压力为500～1200bar。

上述喷雾干燥的进风温度为160～200℃，进料速率为50～200kg/h。