[发明专利]一种基于四氮唑乙酸铜-铁配合物衍生的复合吸波剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种基于四氮唑乙酸铜‑铁配合物衍生的复合吸波剂及其制备方法，以氯化铜、硝酸铁为金属盐，四氮唑乙酸为有机配体，水为溶剂，室温条件下，合成了铜‑铁异核含能配合物{[subgt;3/subgt;O(tza)subgt;6/subgt;(Hsubgt;2/subgt;O)subgt;3/subgt;]·Cl·(NOsubgt;3/subgt;)subgt;2/subgt;·4Hsubgt;2/subgt;O}subgt;n/subgt;，将其在密闭反应釜中爆炸分解后再在一定温度、氮气气氛中煅烧2小时，可得到由Fesubgt;3/subgt;Osubgt;4/subgt;、Fesubgt;4/subgt;N、Cu、CuFesubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;、无定形碳与石墨烯构成的纳、微米多孔复合吸波材料。在0‑18 GHz范围内，厚度1‑10 mm之间，低于‑10 dB的有效吸收带宽为17.1 GHz（0.9‑18 GHz），是近全波段的吸波材料；当匹配厚度为1.1 mm，在16.3 GHz时，最大反射损耗达‑40.1 dB，具有作为超薄吸波材料的潜质。该制备方法具有绿色环保、无任何有毒害副产物产生、制备工艺简单等特点。

技术领域

本发明属于吸波材料技术领域，具体是基于四氮唑乙酸铜-铁配合物衍生的复合吸波材料及其制备方法。

背景技术

电磁波作为信息传播的载体已经渗入到人类生活各个方面。随着无线电和雷达系统的应用与发展，电磁波辐射问题日趋严重，不仅对电子设备的正常运转造成干扰，更严重威胁到了军事信息的安全和人类的身心健康。在日常生活中，主要的电磁污染来自于广播的发射系统、射频以及一些家用电器，而这些设备的工作频率几乎都在1-4GHz的低频段。雷达工作频率划分为若干的波段，由低到高的顺序是：S波段、C波段、X波段和Ku波段，常用的频率为2GHz-18 GHz。在军事领域，现代无线电探测技术以及雷达探测系统的飞速发展，使其在战争中的搜索和跟踪目标的能力得到了极大地提升，这使得传统作战武器在战争中受到的威胁越来越大，所以，为了减少电磁辐射对人类生产和生存环境的危害，也为了保证军事安全，提升军事隐身技术，开发和设计高效的电磁防护材料对人类健康和国防安全都有着非常重要的意义。

吸波材料是一种将入射到材料表面的电磁波吸收或减弱，从而降低电磁波辐射的功能性材料。吸波材料为彻底消除电磁污染提供了可能，吸收强度和有效吸收带宽是吸波材料最重要的两个评价指标，除了吸收强度和有效吸收带宽，吸波材料的涂层厚度薄，重量轻也是追求的目标。所以，理想的吸波材料应该满足“强、宽、薄、轻”等要求。

纳米材料由于其量子效应、物质的局域性及巨大的表面及界面效应，呈现出许多既不同于宏观物体，也不同于单个孤立原子的奇异现象和性质,在电磁学、化工、陶瓷、光学、生物和医学等诸多方面的都有重要的应用价值。纳米吸波材料在具有良好的吸波性能的同时，兼备了质量轻、宽频带、兼容性好及厚度薄等特点。然而，单一的吸波材料难以达到多波段、宽频带的吸收效果，而复合吸波材料可通过多种吸波机制增强吸波性能，以达到良好的吸收效果。所以研发纳米复合吸波材料应是研究重点。碳基材料由于具有耐腐蚀、介电常数高、密度低等优点而受到科研者的青睐，然而，碳系材料无磁性且电导率高，损耗机制主要局限于与电导率有关的电阻型损耗，单独使用时存在阻抗匹配差、吸收强度弱和吸波频带窄等缺点。将碳材料与金属类材料相互复合获得的纳米复合材料既具有介电损耗和磁损耗，又达到了减轻材料质量的目的。另外，除吸波材料的物相组成外，其微观结构也是影响吸波性能的关键因素。例如，材料内部的多孔结构或高的孔隙率，会有利于电磁波的多次传导和耗散，同时高孔隙率结构的材料充满空气，也有利于改善材料的阻抗匹配，提高吸波性能。