[发明专利]一种壳层‑芯层结构纳米复合吸波材料及其制备方法

摘要

本发明涉及一种壳层‑芯层结构纳米复合纤维吸波材料及其制备方法，该吸波材料的化学式表示为MFe12O19/BaTiO3。该吸波材料的制备方法是用M硝酸盐及硝酸铁、聚乙烯吡咯烷酮及N,N‑二甲基甲酰胺按比例配成壳层纺丝液；用乙酸钡、钛酸丁酯为原料，聚乙烯吡咯烷酮、乙醇、冰醋酸及水按比例配成芯层纺丝液。将壳层纺丝液与芯层纺丝液进行同轴静电纺丝，得到复合前驱体纤维；经600‑800℃焙烧，得到壳层‑芯层结构MFe12O19/BaTiO3纳米复合纤维。该材料在2～18GHz的频率范围内最小反射损耗达到‑23.64dB，有效频带宽度为1.36GHz。本制备方法工艺简单、物质均一稳定、工艺可控性高。

主权项

一种壳层‑芯层结构纳米复合纤维吸波材料的方法，具体步骤如下：A.室温下，将混合硝酸盐、聚乙烯吡咯烷酮和N,N‑二甲基甲酰胺按比例混合配制壳层溶液，其中硝酸盐、聚乙烯吡咯烷酮、N,N‑二甲基甲酰胺质量比为1：1‑3：10‑15；所述混合硝酸盐是二价硝酸盐M(NO3)2、硝酸铁的混合物，其中M2+与Fe3+的摩尔比为1:12，其中M2+代表二价金属离子Sr2+、Ba2+、Pb2+中的一种；B.将聚乙烯吡咯烷酮、乙醇、乙酸钡、钛酸四丁酯、冰醋酸及水按比例混合配制芯层溶液，其中聚乙烯吡咯烷酮、乙醇、乙酸钡、钛酸四丁酯、冰醋酸、水的质量比为1：8‑12：2‑5：2‑5：5‑8：1‑3；并且乙酸钡与钛酸四丁酯的摩尔比为1:1；步骤A和步骤B中所述的聚乙烯吡咯烷酮的分子量为100000‑130000；C.将上述壳层溶液置于同轴静电纺丝外管，芯层溶液置于同轴静电纺丝内管，分别作为同轴静电纺丝外层与内层；外管使用16号针头、内管8号针头，进行静电纺丝，其工艺参数为：电压10‑20kV，内外层推进速度0.3‑2mL/h，接收距离10‑20cm，转速200‑500rpm，纺丝温度25‑40℃；得到复合前驱体纤维；D.将步骤C得到的复合前驱体纤维于50‑100℃烘干；然后以1‑5℃/min的升温速率升至600‑800℃焙烧1‑5h，以1‑5℃/min降温速率将至室温，得到MFe12O19/BaTiO3纳米复合纤维；其中M2+代表二价金属离子Sr2+、Ba2+、Pb2+中的一种；该纳米复合纤维材料为壳层‑芯层结构，其外层直径为160‑180nm，内层直径为40‑80nm，纤维粗细均匀，表面光滑。