[发明专利]一种氧化锌包镍纳米吸波材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备纳米吸波材料的技术，特别提供了一种在氩气和 氢气混合气氛中制备氧化锌包镍纳米吸波材料的方法。

背景技术

为解决电磁波日益严重的污染，材料的吸波性能的研究很有必要。最 近，为解决移动电话，智能传输和局域网络电磁干扰的问题，在X波段 (10～12.4GHz)和Ku波段(12.4～18GHz)吸收微波的需求日益增加。

应用吸波材料可以达到防止电磁辐射对人体的危害和对设备的影响， 同时还能干扰雷达探测，使军事目标避免军事打击。

专利200810070597.1公开了核-壳型轻质宽频复合吸波材料及其制备 方法，该复合吸波材料由羰基铁粉(CIP)、聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)、聚 苯胺(PANI)和石蜡组成，其中CIP、PMMA和PANI形成双层包覆核-壳型 结构，然后与石蜡混合制成轻质宽频复合吸波材料。

专利200610018278.7公开了氧化锌吸波材料及其制备工艺。将锌粉与 碳质还原剂，经配料及混匀，在气压保持0.1-0.2Pa的条件下通入空气，加 热至900-1200℃、反应5-200分钟即可得到氧化锌吸波材料，该氧化锌吸 波材料的堆积密度0.02-0.20克/立方厘米，比表面积为80-100平方米/克。

专利00135713.1公开了一种防电磁辐射的吸波材料。其特点是一种由 分子筛基微粉和银粉混合而成的组合物，它可以在其中加入高分子粘结剂 作为涂层材料使用，也可以与制造防电磁辐射部件的原料混合使用。

类似的技术还有许多，但没有制备氧化锌包镍的纳米吸波材料方法。

本发明补充已有技术的不足，提供了用电弧制备氧化锌包镍的纳米吸 波材料方法。

发明内容

本发明的目的是提供了一种氧化锌包镍纳米吸波材料的制备方法，这 种材料是由纳米级镍外面包裹氧化锌组成的纳米胶囊，由于氧化锌外壳的 存在将有效的提高纳米胶囊的耐氧化性。

本发明提供了一种氧化锌包镍纳米吸波材料的制备方法，采用阴、阳 极在工作气体下电弧放电产生等离子体的技术制备，工作气体为氩气和氢 气，阴极为钨，阳极靶材为元素镍和锌，镍和锌的含量占40-100％，阳极 靶材为镍粉与锌粉混合压成的块体，所用的压强为1Mpa～1Gpa。

本发明中采用电弧放电产生等离子体的制备技术，在电弧放电过程中， 电子在电场中获得的能量w＝电量×电压，电子的电荷量为e＝1.6×10^-19库仑， 当电压V＝2伏特时，因而可以得到2eV＝2×1.6×10^-19库仑×伏特＝3.2×10^-19焦耳。根据温度的微观定义，E＝W＝3/2kT＝2eV＝3.2×10^-19焦耳，把玻耳兹曼 常数代入便可得到电子温度T，T＝23200K。

这仅是考虑单独电子行为。电子能量很大、温度很高，但数量很少。 当等离子态变为正常态时，温度骤降，这为熔点相对高的镍形核提供了条 件。低熔点的锌，则吸附在镍的上面，形成锌包镍的纳米颗粒，即所说的 纳米胶囊。由于纳米金属粒子的粒径小、比表面大，在空气中极易氧化， 因而难以应用，但表面是氧化物，则稳定得多。锌包镍的纳米颗粒，在空 气中，锌被氧化形成氧化锌时，则变成为稳定的氧化锌包镍的纳米吸波材 料。

本发明制备的氧化锌包镍纳米吸波材料提高了纳米胶囊的耐氧化性。

附图说明

图1为制备装置说明图，其中：1上盖、2阴极、3阀、4靶、5、观察 窗、6档板、7铜阳极、8通冷却水、9夹头、10铜坩锅、11直流脉动电源、 12氩气、13氢气；

图2中(a)为ZnO包裹Ni的纳米胶囊的透射电镜的形貌像，(b)为ZnO 包裹Ni的纳米胶囊的放大图；

图3为ZnO包裹Ni的纳米胶囊的X光衍射谱；

图4中是ZnO包裹Ni的纳米胶囊的：(a)介电常数ε，ε′为实部，ε″ 为虚部；(b)磁导率μ，μ′为实部μ″为虚部；(c)科尔-科尔(Cole-Cole)半 园；(d)当ZnO包裹Ni的纳米胶囊与蜡复合时，μ″(μ′)^-2f^-1的频率函数曲 线；

图5为吸波材料在厚度分别为1.90mm，1.95mm和2.00mm时，电磁波 反射损失和频率的关系图；