[发明专利]一种石墨烯泡沫复合吸波材料及制备方法

说明书

本发明涉及吸波材料技术领域，尤其是一种石墨烯泡沫复合吸波材料及制备方法；所述复合吸波材料包括石墨烯片层构成的泡沫骨架和被完全包覆在骨架内部的改性片状铁硅铝材料，所述复合吸波材料的孔径大小为200‑500μm，体积填充率为15‑25%；本发明中的石墨烯泡沫复合吸波材料，包括石墨烯片层构成的泡沫骨架和被石墨烯片层完全包覆在骨架内部的改性片状铁硅铝材料，该结构下复合材料表面具有大量的孔洞结构，有利于减少材料对电磁波的反射，有助于能量进入吸波材料内部，提升材料的吸收能力；该结构中石墨烯将片状铁硅铝完全包覆在泡沫骨架内部，提升了两种吸波材料的匹配性，有助于拓展该材料的吸收频宽。

技术领域

本发明涉及吸波材料技术领域，尤其是一种石墨烯泡沫复合吸波材料及制备方法。

背景技术

随着电子技术的快速发展，越来越多的电子产品出现在生活之中，随之而来的电磁干扰及电磁污染问题也愈发严重。电磁干扰不仅仅会影响电子元件的工作状态，损耗其工作寿命，还会引起信息泄露风险，对隐私保护形成威胁。另一方面，电磁污染会严重影响人体健康。在电磁波的作用下，人体内氨基酸等极性高分子会产生快速运动并产生热量，致使蛋白酶活性降低，甚至发生不可逆变性。高强度的电磁污染甚至会引起基因突变，严重威胁人体健康。

吸波材料的应用可以有效缓解电磁干扰及电磁污染等问题，其工作原理在于将入射的电磁波能量尽可能的吸收在材料内部，并在材料内部转化成热或者其他形式的能量。按照工作机理可以将吸波材料分为电阻型、介电损耗型和磁损耗型三种，其中电阻型为导体，在电磁波作用下形成涡流，产生热量，本发明所涉及石墨烯属于该类吸波材料；介电损耗型通过材料在交变电磁场下转动的弛豫损耗消耗能量；磁损耗型通过在交变磁场下材料磁化转变过程中进行能量损耗，本发明所涉及的吸收剂属于该类吸波材料。

随着吸波材料的应用越来越广泛，其研究也愈加深入，性能的主要发展方向为强吸收能力及宽吸收频带两点。为实现上述两点需求，复合化成为了吸波材料研究的重要手段，特别是石墨烯和碳纳米管等纳米材料的出现为吸波材料的复合提供了更多的选择。目前广泛应用的复合方法为选择石墨烯粉体与其他种类吸波材料进行混合，首先石墨烯粉体及其他吸波材料粉体在使用过程中会出现严重的团聚问题，导致分散均匀性差，影响复合材料的稳定性及一致性。此外，目前的复合方法通常为物理混合，复合材料中两组份接触不充分，工作状态下匹配性较差，无法充分发挥复合材料的吸波性能。

发明内容

本发明的目的是：克服现有技术中的不足，提供一种石墨烯泡沫复合吸波材料，该复合吸波材料以石墨烯为主体结构并呈现泡沫状，材料表面及内部分布有大量的孔洞，孔洞的存在可以有效减少材料对电磁波的反射率，有助于电磁波进入材料内部，片状铁硅铝材料被石墨烯完全包覆在泡沫骨架内部，两组份协同工作，分别通过电损耗及磁损耗吸收电磁能量，此外，石墨烯有优秀的导热能力，有助于材料内部电磁波所转化的热量均匀化，防止部分区域温度过高导致材料损坏。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种石墨烯泡沫复合吸波材料，所述复合吸波材料包括石墨烯片层构成的泡沫骨架和被石墨烯片层骨架完全包覆的改性片状铁硅铝材料。

进一步的，所述复合吸波材料的孔径大小为200-500μm，体积填充率为15-25%。

本发明的另一个目的是：克服现有技术中的不足，提供一种石墨烯泡沫复合吸波材料的制备方法，该制备方法通过对片状铁硅铝表面改性提升石墨烯材料与片状铁硅铝材料的兼容性，提升复合材料的吸波频宽。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种石墨烯泡沫复合吸波材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

1）准备原材料氧化石墨烯分散液；

2）称取片状铁硅铝粉体，并对其进行预处理，得到预处理后的铁硅铝粉体；