[发明专利]一种复合吸波材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合吸波材料的制备方法。 

背景技术

 吸波材料的研制与开发已取得了一定的成果，但还存在频带窄、效率低、面密度大等缺点，应用范围受到一定的限制，因此研制宽频带吸收剂，发展多频带兼容型吸波材料，实现高效吸收是吸波材料的未来发展趋势。同时，要求材质的物理化学性能稳定，即在各种物理化学（如光热长期电磁照射等）条件下吸收剂保持稳定。随着各种电磁波吸收机理和模型的发展，导电高分子-无机纳米材料复合材料是当今材料科学的前沿是一种很有发展前景的吸波材料。随着隐身技术研究的不断深化拓广，纳米隐身材料、手性材料、导电高分子材料、多晶铁纤维吸收剂、智能型隐身材料[1-2]、多频谱吸波材料等吸波材料的研究已在世界范围内得到展开，并已初见成效。涂覆型和结构型吸波材料两者结合使用可加大武器系统的隐身效果，拓宽吸波频带。有关镍铜锌铁氧体、碳纳米管、聚噻吩高分子制备吸波材料的文献很多，制备技术也很成熟，但是将三者结合起来制备吸波材料的研究还未见报道，因此镍铜锌铁氧体包覆碳纳米管/聚噻吩复合吸波材料的研究制备是非常有潜力的。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合吸波材料的制备方法，该方法制备复合材料是一种兼具介电损耗、磁损耗和碳纳米管吸波性能于一体的微波吸收材料，该材料在军事装备的隐身技术、民用人体安全防护、通讯抗干扰和电子信息保密等领域将发挥重要作用。 

本发明是这样来实现的，一种复合吸波材料的制备方法，其特征是制备方法步骤如下： 

1、样品的制备：先采用水热合成法制备镍铜锌铁氧体包覆的碳纳米管，再用原位聚合法制备出镍铜锌铁氧体包覆碳纳米管/聚噻吩复合材料。

2、结构表征：采用XRD、SEM和FTIR等手段对镍铜锌铁氧体包覆的碳纳米管以及复合材料的结构进行表征，并研究镍铜锌铁氧体与碳纳米管的质量比对包覆后碳管尺寸的影响，分析镍铜锌铁氧体包覆的碳纳米管与聚噻吩之间的相互作用。 

3、性能测试：①用样品振动磁强计对镍铜锌铁氧体包覆的碳纳米管以及复合材料的磁性能进行测试，从理论上分析铁氧体与碳纳米管质量比对复合材料磁性的影响；②用四探针电导仪对镍铜锌铁氧体包覆的碳纳米管及其与聚噻吩的复合材料的电导率进行测试，分析镍铜锌铁氧体、碳纳米管、聚噻吩三者之间的质量比对电导率的影响，并从理论上分析其原因；③采用矢量网络分析仪测试镍铜锌铁氧体包覆碳纳米管/聚噻吩复合材料的吸波性能，并从理论上分析其吸波机制。 

所述碳纳米管其预处理的步骤为：称取一小部分碳纳米管，在480-550℃煅烧一段时间，然后将其加入装有浓硫酸与浓硝酸的混合溶液的烧杯中，超声分散20-40min，于60-100℃水浴加热搅拌1.5-2.5h，冷却后，加蒸馏水稀释，室温下密封保存。 

所述镍铜锌铁氧体其制备方法为：称取一定重量比的六水硝酸镍、六水硝酸锌、六水硝酸铜、九水硝酸铁，加蒸馏水稀释上述物质搅拌溶解，移入三口烧瓶，超声分散同时用搅拌器搅拌0.5-1.5h，同时用氢氧化钠溶液滴定至pH 值为碱性；滴定完成后，将混合液移入水热反应釜中，反应体系置于110℃-120℃的温度下，反应10-12h，反应完全且待体系冷却至室温后，倒去上层清液，分别用蒸馏水和丙酮冲洗沉淀物，至洗涤液pH为中性，在干燥箱中干燥，最后得到粉末状样品，研磨。 

所述镍铜锌铁氧体包覆碳纳米管的制备方法如下：称取一定重量比的六水硝酸镍、六水硝酸锌、六水硝酸铜、九水硝酸铁，将预处理的碳纳米管质量比为1%-3%滴加氢氧化钠溶液至中性，再加蒸馏水稀释搅拌；将上述物质依次加入不断搅拌将其溶解，移入三口烧瓶，超声分散同时用搅拌器搅拌0.5-1.5h，同时用氢氧化钠溶液滴定至pH值为碱性，滴定完成后，将混合液移入水热反应釜中，反应体系置于 110℃-120℃的温度下，反应10-12h，反应完全且待体系冷却至室温后，倒去上层清液，分别用蒸馏水和丙酮冲洗沉淀物，至洗涤液pH为中性，在干燥箱中干燥，最后得到粉末状样品，研磨。 

所述镍铜锌铁氧体包覆的碳纳米管/聚噻吩的制备方法如下：将上述处理过的镍铜锌铁氧体包覆的碳纳米管及无水FeC13加入到氯仿溶液的三口烧瓶中，超声分散2.5-3.5h，将噻吩单体的氯仿溶液逐滴滴入三口烧瓶中，搅拌反应20-25h，用丙酮和蒸馏水反复洗涤直至滤液变为无色为止，干燥一段时间。 

所制备的该复合吸波材料在1～40GHz内反射率损失值低于-20dB的频带宽度达7.9～17.9GHz，最小反射率损失值可达-40～-49dB。