[发明专利]一种多孔碳纤维电磁吸波剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种多孔碳纤维电磁吸波剂的制备方法，包括如下步骤：(1)往N，N‑二甲基甲酰胺中依次加入PVP、正硅酸乙酯和乙酰丙酮铁，在高温下搅拌至完全溶解；(2)将步骤(1)配制好的溶液放入注射器中，进行静电纺丝，收集纺丝后所得产物，并将产物于真空下干燥处理；将干燥后的产物置于氩气中煅烧处理；(3)将步骤(2)中所得煅烧产物置于HF中浸泡，浸泡后离心分离，收集分离后的产物。本发明方法制得的多孔碳纤维材料相较于传统的吸波材料在低厚度下也具有高的吸收强度，且由于材料的孔结构可调控，从而使得材料的吸波性能也具有可调节性。

技术领域

本发明涉及一种多孔碳纤维电磁吸波剂的制备方法，属于微波吸收材料技术领域。

背景技术

随着现代电子信息技术的迅猛发展，各种电子设备的广泛应用，对环境产生了严重的电磁污染。电磁污染不仅会影响人类正常活动，也会对精密电子元器件的正常运转造成干扰。另外，在军事领域，现今反隐身雷达技术越来越先进，飞行器对于隐身涂层提出了更高的要求。为此，吸波材料的研究在民用领域和军事领域均受到广泛的重视。近年来，吸波材料向轻质、薄厚度、宽频带、强吸收方向发展。其中得到广泛应用的依旧是传统材料铁氧体。

然而，铁氧体无法满足越来越严格的要求：可调控的电磁参数和轻质。铁氧体的磁导率随着频率的增大而迅速降低，这很大程度地影响其吸波性能，并且铁氧体需要达到2.0mm以上的厚度才能获得相对较好的吸波性能。例如，北京理工大学的曹茂盛课题组制备了Fe₃O₄@C纳米棒，研究发现该复合物在厚度为2mm，频率为14.96GHz时，表现出最佳的吸收性能，最大反射损耗为-27.9dB。(Y.J.Chen，G.Xiao，T.S.Wang，Q.Y.Ouyang，L.Y.Qi，Y.Ma，P.Gao，C.L.Zhu，M.S.Cao and H.B.Jin，Porous Fe₃O₄/carbon core/shell nanorods：Synthesis and electromagnetic properties.J.Phys.Chem.C，2011，115，13603-13608.)；湖北武汉大学同国秀课题组制备了核壳结构纳米环Fe₃O₄/C，研究发现该复合物在厚度为6.2mm时，在3.44GHz处可以获得一个最强的吸收峰-55.68dB。(T.Wu，Y.Liu，X.Zeng，T.Cui，Y.Zhao，Y.Li and G.Tong，Facile Hydrothermal Synthesis of Fe₃O₄/C Core-Shell Nanorings for Efficient Low-Frequency Microwave Absorption.ACSAppl.Mater.Interfaces，2016，8，7370-7380)。综上所述，铁氧体材料作为吸波材料其展现出了不错的电磁波吸收性能，但是由于自身的电磁参数可调的范围非常窄，更为重要的是相对较高的密度大大限制了它的应用，特别是当今对飞行性能极高的飞行器上。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种多孔碳纤维电磁吸波剂的制备方法，该制备方法能够得到多孔、质轻、电磁参数可调的电磁吸波材料，该电磁吸波材料在低厚度下(1.9mm)能够展现出优异的吸收带宽。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种多孔碳纤维电磁吸波剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)往N，N-二甲基甲酰胺中依次加入PVP、正硅酸乙酯和乙酰丙酮铁，在高温下搅拌至完全溶解；

(2)将步骤(1)配制好的溶液放入注射器中，进行静电纺丝，收集纺丝后所得产物，并将产物于真空下干燥；干燥后的产物置于氩气中煅烧处理；

(3)将步骤(2)中所得煅烧产物置于HF中浸泡，浸泡后离心分离，收集分离后的产物。

其中，得到的多孔碳纤维的截面直径为150nm。