[发明专利]一种丝瓜纤维电磁波吸收材料及其制备方法

说明书

本发明属于电磁波吸收材料制备领域，具体公开了一种丝瓜纤维电磁波吸收材料及其制备方法，该材料是利用天然丝瓜纤维作为基材，纤维中空且表面有凹槽，在纤维上进行原位杂化生成具有电磁波吸收性能的磁性颗粒，所述磁性颗粒为磁损耗颗粒四氧化三铁、铁钴和铁镍，可实现6~17GHz频带的有效吸收。本发明使用的丝瓜纤维在自然界中大量存在，较其它化学纤维具有更低的成本和更大的环保优势，该制备方法可以结合磁性颗粒和中孔碳基材料的优势，使电磁波吸收材料具有更好的阻抗匹配特性，吸波效果更佳，碳磁纤维质量更轻，密度低，具有良好的物理和化学稳定性；且通过调节纤维上磁性颗粒的负载量以及试样的厚度，在15.8GHz处电磁波吸收效率达到了‑28dB。

技术领域

本发明属于电磁波吸收材料制备领域，尤其涉及一种丝瓜纤维电磁波吸收材料及其制备方法。

背景技术

随着电子、电气技术的迅速发展，电磁能利用范围不断扩大，随之而来的就是电磁辐射污染。电磁污染问题已成为继废水、废气、固体废弃物和噪音之后的第5大公害，有关报道表明本世纪电磁污染将取代噪声污染而成为首屈一指的物理污染。目前，利用电磁波吸收材料来减弱或消除电磁波污染是一种有效的方法。

与传统的铁氧体、羰基铁以及磁性电磁波吸收材料相比，碳基电磁波吸收材料具有重量轻、频率范围可调、与基体的有机/无机相界面相容性好的优点，但是存在的问题是，碳基材料导电率太高会影响电磁波的吸收，如文章（[1]PRASAD J, SINGH A K, TOMAR M,et al. Strong electromagnetic wave absorption and microwave shielding in theNi–Cu@MoS 2 /rGO composite [J]. Journal of Materials Science: Materials inElectronics, 2019, 30(20): 18666-77.，[2]HE P, HOU Z L, ZHANG K L, et al.Lightweight ferroferric oxide nanotubes with natural resonance property anddesign for broadband microwave absorption [J]. Journal of Materials ence,2017, 52(13): 1-10.，[3]WAN Y, JIAN X, LI C, et al. Microwave absorptionproperties of FeCo-coated carbon fibers with varying morphologies [J].Journal of Magnetism Magnetic Materials, 2016, 399(FEB.): 252-9.）所示。

中国发明专利CN202011254197.3公开了一种基于天然丝瓜络的碳基多孔复合吸波剂及其制备方法，其首先将天然丝瓜络放于硝酸铁，氯化铁或硫酸铁的水溶液中浸泡，然后通过一步碳化法得到具有多级多孔结构的碳基吸波材料，煅烧后的丝瓜络纤维直径在200-300μm之间，在纤维的表面及内部都有纳米级的铁或者其氧化物颗粒均匀分布，该材料具有较高的介电损耗和较好的阻抗匹配特性，因而具有良好的吸波性能。但是该技术方案一方面未进行脱胶处理，造成了后期磁性颗粒负载强度不高，另一方面以四氧化三铁为单一的磁损耗材料造成了电磁波损耗性能不足。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明利用天然丝瓜纤维作为基材，在纤维上进行原位杂化生成具有电磁波吸收性能的磁性颗粒，可以明显的改善材料的电磁波吸收性能，可以作为电磁波吸收剂广泛的与陶瓷、树脂等复合制备有效的电磁波防护复合材料，具有很好的应用前景。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种丝瓜纤维电磁波吸收材料，该材料是利用天然丝瓜纤维作为基材，纤维中空且表面有凹槽，在纤维上进行原位杂化生成具有电磁波吸收性能的磁性颗粒，所述磁性颗粒为磁损耗颗粒四氧化三铁、铁钴、铁镍。

进一步的，该材料可实现6~17GHz频带的有效吸收。