[发明专利]一种BN辅助超强吸收超带宽吸波材料的制备方法

说明书

本发明公开提供一种BN辅助超强吸收超带宽吸波材料的制备方法,包括如下步骤:将葡萄糖、硝酸锌溶解在去离子水中，加入BN辅助原料，超声15min形成均匀溶液，移至鼓风干燥箱。在120℃条件下，聚合发泡形成多孔、轻质的前驱体，经700℃热处理后得到复合材料。本方法属于航空航天和电磁吸收领域，本发明解决了单一体系氧化锌/碳纳米复合材料吸收强度低的缺点，其自身具有超强吸收（‑45dB）超带宽（6.5GHz）的吸波性能，具有广阔的发展前景。

技术领域

一种BN辅助超强吸收超带宽吸波材料的制备方法，属于航空航天和电磁吸收领域。

背景技术

随着电磁波应用场景和应用领域的拓宽，电磁波在人们生活中已经成了不可或缺的组成部分，电磁波的应用改变了人们的生产和生活方式，但同时也带来了许多负面的影响。例如，电磁波的广泛应用带来了严重的电磁污染，已经威胁到了人类的健康，吸波材料是一种能够将电磁能转化为热能或经干涉相消而耗散电磁能的新型材料。

根据电磁波损耗机理，吸波材料吸收电磁波要满足两个基本要求：阻抗匹配和衰减特性，入射电磁波最大限度地进入材料内部，而不是在其表面就被反射，且进入吸波材料内部的电磁波能迅速被吸收而衰减掉。本发明所制备的材料为BN辅助的氧化锌/碳层吸波材料的一种，通过低温发泡法，聚合成轻质的蜂窝状前驱体，碳化后，材料内部的多孔结构可以增加电磁波在材料内部的反射路径，进而提高材料的衰减特性，BN作为透波材料，可以增大复合材料的阻抗匹配，使更多的电磁波进入材料内部，参与反射衰减。优异的超强吸收超带宽吸波性能归因于阻抗匹配和衰减特性的协同互补，可见，BN辅助吸波材料在吸波领域极具潜力。

发明内容

本发明的目的是提供一种BN辅助超强吸收超带宽吸波材料的制备方法。BN作为辅助材料，能够增加电磁波进入材料内部的几率，使其表现出超强吸收超带宽的吸波性能。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案步骤如下：

一种BN辅助超强吸收超带宽吸波材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：

（1）将葡萄糖与金属硝酸锌溶解在去离子水中,加入BN辅助原料，超声15min，混合均匀。

上述方案特征在于1g葡萄糖，2g硝酸锌，溶于10ml的去离子水中，加入50mg BN辅助原料。

（2）将步骤1所制得的溶液移至鼓风干燥箱，低温下发生络合发泡反应得到轻质的蜂窝状膨胀体。

上述方案特征在于将均匀溶液移至120℃的鼓风干燥箱中干燥8个小时。

（3）将步骤所制备的膨胀体转移至管式炉中加热，并在一定温度下保温2小时，热处理后得到吸波材料。

上述方案特征在于将膨胀体转移至管式炉中，在氮气氛围下以5℃/min升温到700℃，并在700摄氏度下保温2小时。

（4）将步骤3所制得的吸波材料与石蜡按照一定比例加热至混合均匀，压制成环形管。

上述方案特征在于将吸波材料与透波材料按照材料：石蜡=1：6的比例加热至混合均匀，压制成外径为7.0mm，内径为3.0mm的环形管测试吸波性能。

相比于其他工艺，本发明的特点在于：

（1）所用原料廉价，制备工艺简单；

（2）加入BN辅助材料，在材料具有良好的衰减特性的同时，可增加电磁波进入材料内部的几率，提高材料阻抗匹配，增强材料的吸波性能。

（3）700℃下碳化的材料具有优异的电磁波吸收能力。在厚度为4mm，频率为9.2GHz时，RL达到了-45dB，带宽为4.5GHz，覆盖X-band。在频率为13GHz厚度为3mm时，带宽达到了6.5GHz，可见通过发泡聚合的方法加入BN辅助原料，制备出的材料基本满足薄、轻、宽、强的吸波性能，具有广阔的发展前景。