[发明专利]一种多孔碳包覆CoFe合金-SiC的复合电磁屏蔽材料及其制法

说明书

本发明涉及电磁屏蔽技术领域，且公开了一种多孔碳包覆CoFe合金‑SiC的复合电磁屏蔽材料，包括以下配方原料及组分：生物质基纳米碳化硅、硝酸钴、铁氰化钾、柠檬酸钠。该一种多孔碳包覆CoFe合金‑SiC的复合电磁屏蔽材料，丰富孔隙结构的Co‑Fe双金属MOFs包覆纳米碳化硅，纳米碳化硅均匀地生长在MOFs的有机骨架中，通过高温热裂解，Co和Fe铁元素还原得到CoFe纳米合金，MOFs有机骨架形成多孔碳层，得到多孔碳包覆CoFe纳米合金修饰纳米SiC，电磁性能优异的CoFe纳米合金修饰纳米SiC在表面，提高了SiC的电磁参数，增强了材料的电磁损耗性能和阻抗匹配性能，具有优异的介质损耗和磁损耗性能，可以高效的吸收和损耗电磁辐射。

技术领域

本发明涉及电磁屏蔽技术领域，具体为一种多孔碳包覆CoFe合金-SiC的复合电磁屏蔽材料及其制法。

背景技术

随着现代电子工业、无线通信和数字化技术的快速发展，如广播电视、通信导航、电力设施、科研、医疗的高频设备以及各种家用电器已经应用于与人们息息相关的各个领域，这些设备和产品都会产生电磁辐射，电磁辐射不仅造成辐射源之间的相互干扰，同时还污染人类生存的空间，长期接触电磁辐射会影响人的神经系统、生殖系统和免疫系统，诱发各种疾病，并且电磁辐射还会影响雷达、电能等精密仪器的正常运转，因此开发新型高效的电磁屏蔽和吸波材料成为研究热点。

目前的电磁屏蔽材料主要有碳系吸波材料、铁系吸波材料和陶瓷系吸波材料，可以通过电阻型损耗、电介质损耗和磁损耗对电磁波进行吸收和损耗，碳化硅具有具有合适的电导率以及优异的介电性能，并且是一种抗腐蚀性优异，化学性质稳定，是一种广泛应用的陶瓷类吸波材料、但是传统的碳化硅电磁屏蔽和吸波材料的电磁性能和电磁损耗性能不高，单一的碳化硅材料很难达到阻抗匹配，大大降低了材料的吸波性能，可以通过与电磁性能优异的物质与碳化硅进行复合，来提高材料的电磁参数和吸波性能。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种多孔碳包覆CoFe合金-SiC的复合电磁屏蔽材料及其制法，解决了碳化硅的电磁损耗性不高，很难达到阻抗匹配的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多孔碳包覆CoFe合金-SiC的复合电磁屏蔽材料，包括以下原料及组分：生物质基纳米碳化硅、硝酸钴、铁氰化钾、柠檬酸钠，质量比为5-20:1:2-2.5:1.6-2。

优选的，所述多孔碳包覆CoFe合金-SiC的复合电磁屏蔽材料制备方法包括以下步骤：

(1)将废弃的玉米秸秆洗涤干净后置于行星球磨机中，公转转速为340-500rpm，自转转速为170-250rpm，球磨成细粉，向反应瓶中加入乙醇溶剂、硝酸钴和正硅酸乙酯，搅拌均匀后加入乙二酸的水溶液，匀速搅拌20-30h，将球磨好的生物质细粉充分干燥后倒入溶液中，超声分散均匀后加入六次甲基四胺，匀速搅拌直至形成凝胶状，将凝胶状产物充分干燥除去溶剂，固体混合产物置于气氛电阻炉中，在氩气氛围中，升温速率为5-10℃/min，升温至500-550℃，保温处理30-60min，再升温至950-1050℃，保温处理30-60min，升温速率调至2-4℃，升温至1300-1350℃，保温处理6-7h，将煅烧温度降至600-700℃，通入空气保温煅烧2-3h，将煅烧产物置于氢氟酸中浸渍除去二氧化硅，洗涤并干燥，制备得到生物质基纳米碳化硅。

(2)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂和生物质基纳米碳化硅，超声分散均匀后加入硝酸钴和柠檬酸钠，搅拌均匀后缓慢滴加铁氰化钾的水溶液，匀速搅拌反应15-25h，然后静置陈化10-20h，溶液离心分离除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到Co-Fe双金属MOFs包覆纳米碳化硅。