[发明专利]一种碳基宽带太赫兹吸收器及其制备方法

说明书

本发明提供了一种碳基宽带太赫兹吸收器及其制备方法，属于太赫兹屏蔽和吸收材料制备技术领域；在本发明中，以三聚氰胺海绵为原料，在惰性气氛和高温下进行热解，制备了基于退火碳化海绵的太赫兹吸收器，所述太赫兹吸收器具有柔性，且能在较宽的频段内具有优良的屏蔽和吸收性能。

技术领域

本发明属于太赫兹屏蔽和吸收材料制备技术领域，具体涉及一种碳基宽带太赫兹吸收器及其制备方法。

背景技术

太赫兹波一般是指频率在0.1～10 THz之间的电磁波，它兼具了红外和微波的优点，在非接触成像、安全检查、无线通信等领域有着很好的应用。并且，太赫兹屏蔽材料能有效降低太赫兹波信号的干扰，改善传输环境，保证精密电子仪器正常工作。因此，研制高效的太赫兹屏蔽和吸收材料具有十分重要的意义。

通常，通过结合具有更高导电性的功能材料增强电磁损耗来制备具有高屏蔽性能的材料，然而由于阻抗失配会导致材料表面产生更强的反射，对周围复杂的电子元件产生不利影响，不利于实际应用。

近年来，由于多孔结构的导电材料中多孔结构能降低表面反射，而导电网络结构用于太赫兹波吸收，因此使用多孔结构的导电材料来制备高效太赫兹吸收材料被广泛研究。然而，这些多孔结构的太赫兹吸收材料成本高、制备工艺复杂、频带窄，限制了其实际应用。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种碳基宽带太赫兹吸收器及其制备方法。在本发明中，以三聚氰胺海绵为原料，在惰性气氛和高温下进行热解，制备了基于退火碳化海绵的太赫兹吸收器，所述太赫兹吸收器具有柔性，且能在较宽的频段内具有优良的屏蔽和吸收性能。

本发明中首先提供了一种碳基宽带太赫兹吸收器，所述太赫兹吸收器基于退火碳化海绵制备而成，为三维网络结构，密度为0.009~0.011 g/cm³，孔径为33.78~78.20 µm。

进一步的，所述碳基宽带太赫兹吸收器在机械变形后可以恢复原状且无明显损伤。

进一步的，所述碳基宽带太赫兹吸收器电导率为0~3.051 S/m。

本发明中还提供了上述碳基宽带太赫兹吸收器的制备方法，具体包括如下步骤：

将三聚氰胺海绵在氮气氛围下升温，然后冷却，得到退火碳化海绵，将得到的退火碳化海绵切割，形成碳基宽带太赫兹吸收器；所述升温为升温至700~1000℃，保持0.5~2h。

进一步的，所述氮气的气流量为0~100且不为0 mL/min，所述氮气的气流量优选为40mL/min。

进一步的，所述升温速率为0~10且不为0 ℃/min，所述升温速率优选为5℃/min。。

进一步的，所述切割为将退火碳化海绵切割成2~8 mm厚。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明制备得到的碳基宽带太赫兹吸收器克服了由反射材料组成的传统太赫兹屏蔽材料存在的两个缺陷：反射屏蔽材料不能完全消除太赫兹波的干扰和反射性屏蔽材料密度较大，避免了反射的太赫兹波对屏蔽装置内部的其他精密电子元件产生的不利影响。

超材料是目前研究最广泛的太赫兹吸收材料，但在吸收带宽、偏振和入射角等方面存在局限性。三聚氰胺海绵以其重量轻、价格低、立体网络结构丰富等优点，广泛应用于生活的各个领域。本发明中，以三聚氰胺海绵为原料制备的碳基太赫兹吸收器则突破了超材料的局限性，实现了宽频、高吸收和低反射。而三聚氰胺海绵经过高温热处理后，不仅能保持其良好的柔韧性和三维多孔结构，而且具有良好的导电性。