[发明专利]炭塑复合吸波材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种炭塑复合吸波材料及其制备方法，该炭塑复合吸波材料包括木炭片层和包覆木炭片层的树脂包覆层，木炭片层包含多个木炭片单元，木炭片单元主要由木片单元经炭化制得，炭化的温度为600℃～800℃，炭化时间为0.5h～5h。制备方法包括木片单元制备、木炭片单元制备、木炭片层制备和炭塑复合吸波材料浇铸成型。该炭塑复合吸波材料具有较强的电磁波吸收能力，有效吸波频段宽，反射损耗强，制备过程简单，成本低，应用广泛。

技术领域

本发明属于电磁波吸收材料技术领域，涉及一种炭塑复合吸波材料及其制备方法，具体涉及一种具有包覆型矩阵结构的炭塑复合吸波材料及其制备方法。

背景技术

吸波材料是一类可以让电磁波进入到其内部并通过介质损耗将电磁波能量转换为其它形式的能量，从而达到衰减电磁波目的的特殊材料。良好的吸波材料需要分别满足阻抗匹配和衰减匹配。阻抗匹配是指当电磁波辐射到材料的表面时，能够尽可能地进入到材料的内部，衰减匹配是指能够最大限度的使电磁波衰减在材料内部。表征吸波材料的吸波性能的两个关键指标为反射损耗RL和有效吸收频段。其中反射损耗为负值，且数值越小，对电磁波的反射损耗能力越强，而有效吸收频段的则表示材料对电磁波的反射损耗RL≤-10dB的电磁波频率范围。因为被吸波材料保护的对象往往要面对比较复杂的电磁波环境，所以吸波材料的有效吸收频段越宽，其适用范围越广。目前，常见的吸波材料主要有碳基吸波材料、磁性吸波材料和陶瓷基吸波材料。这些材料都存在制备过程复杂、生产成本较高和对环境不友好的问题。

近些年来，为了降低吸波材料的生产成本，研究者们以生物质为原料开发了许多生物质炭基吸波材料，这些材料具有原材料来源广、密度低和吸波性能可调等特点。例如，现有技术公开了一种以柚子皮为原料制备的生物炭吸波材料，该吸波材料的密度小、厚度薄，Xi等人公开了以杉木为原料制备出的木炭吸波材料，该材料的吸波性能较好。但是，由于生物质炭材料受制于本征介电常数频散特性，其有效吸收频段较窄，因此单一的生物质炭材料的吸波性能难以满足实际使用需求。为了提高生物质炭材料的吸波性能，目前常用的改性方法是在生物质炭材料中覆载磁性铁氧材料，但是这类方法依然存在制备过程复杂和对环境不友好的问题，因此，开发新型吸波材料来解决上述技术问题是有必要的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，特别针对现有技术中存在的生物质炭材料的有效吸波频段较窄和实用性不强等技术问题，提供一种有效吸波频段更宽和实用性更强的炭塑复合吸波材料，还相应提供一种制备简单、成本低、且对环境友好的炭塑复合吸波材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。

一种炭塑复合吸波材料，包括木炭片层和包覆所述木炭片层的树脂包覆层，所述木炭片层包含多个木炭片单元，所述木炭片单元主要由木片单元经炭化制得，所述炭化的温度为600℃～800℃，所述炭化的时间为0.5h～5h。

上述的炭塑复合吸波材料中，优选的，所述炭化的温度为650℃～690℃，所述炭化的时间为3h～4h。

上述的炭塑复合吸波材料中，优选的，所述多个木炭片单元呈阵列式分布。

上述的炭塑复合吸波材料中，优选的，相邻的所述木炭片单元之间的间距为1mm～6mm。

上述的炭塑复合吸波材料中，优选的，所述木炭片单元的个数为16个～49个。

上述的炭塑复合吸波材料中，优选的，所述木炭片单元的长为20mm～44mm，宽为20mm～44mm，厚为1mm～5mm。

上述的炭塑复合吸波材料中，优选的，所述树脂包覆层的顶面至底面的距离为3mm～9mm。

上述的炭塑复合吸波材料中，优选的，所述树脂包覆层由树脂材料制成，所述树脂材料包括环氧树脂、聚氨酯树脂和酚醛树脂中的一种或多种。