[发明专利]一种复合多孔微球材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种复合多孔微球材料及其制备方法和应用。本发明选择氧化亚锰、单质镍和碳作为吸波剂的组分，利用协同效应，同时实现了较宽的有效吸收带宽和对电磁波的较强损耗。使用锰盐，镍盐和有机配体进行溶剂热反应，离心、洗涤和干燥后得到氧化亚锰、镍与碳复合多孔微球前驱体，经过管式炉中高温碳化反应得到氧化亚锰、镍与碳复合多孔微球材料。本发明方法过程简单，仅通过一步溶剂热反应加高温碳化就可制备出三组分氧化物化物、单质与碳复合的多孔微球吸波剂。

技术领域

本发明属于电磁波吸收材料技术领域，具体涉及一种复合多孔微球材料及其制备方法和应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

随着通讯技术的飞速发展和电子设备的广泛应用，日益严重的电磁辐射、电测干扰等问题接踵而至，对人体健康和精密电子设备造成了巨大伤害。因此探究解决电磁污染等一系列问题成为信息时代越来越到人们广泛关注的难题。电磁波吸波材料通过将入射到材料表面的电磁波引入到材料内部并将其转化为热量而耗散掉，从而有效地衰减和削弱电磁波，为实现人体防护、军事设备的电磁隐身等问题提供了重要研究思路。虽然传统的磁性金属吸波材料具有较高的饱和磁化强度和磁导率，磁损耗能力较强，但是其易被氧化，密度大，阻抗失配严重，导致材料的吸波性能显著降低。

发明内容

针对现有技术的不足，为了使材料同时具备较强的损耗能力和较宽的有效吸收带宽，本发明提供一种氧化亚锰、镍与碳复合多孔微球材料的制备方法，并用于电磁波吸收，使其具备较强的损耗能力和较宽的有效吸收带宽，在薄厚度下具有较强吸波性能。

本发明的第一个方面，提供了一种复合多孔微球材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

将锰盐、镍盐和有机配体分散在溶液中，进行溶剂热反应，经离心、洗涤和在干燥后，得到复合多孔微球前驱体；最后，将复合多孔微球前驱体放置于管式炉中，高温碳化反应后便可得到复合多孔微球材料。

对比现有技术，本发明合成方法简易，且所制备的复合多孔微球材料直径均匀、直径分布窄，热处理过程中没有其他副产物生成。

本发明的第二个方面，提供一种通过上述制备方法得到的复合多孔微球，该复合多孔微球中含有Mn，Ni，O和C元素，其中，Ni元素单质的形式存在，Mn元素和O元素以MnO的形式存在，C元素以无定型碳和石墨化碳复合的形式存在，各元素混合均匀，最终形成复合多孔微球材料。

本发明所制得的复合多孔微球，首先，MnO为低损耗的透波材料，可以使电磁波顺利进入材料内部而不发生反射；第二，金属镍具有高饱和磁化强度，相对较好的稳定性，提高了材料的磁性，增强磁损耗；第三，碳质具有储量大、密度低、化学稳定性强和耐腐蚀性强等优势，可以作为良好的支撑材料；第四，多孔结构的存在可以使电磁波发生多重散射，增强了材料对电磁波的损耗。

本发明的第三方面，提供一种复合吸波材料，所述复合吸波材料包括所述的复合多孔微球和粘合剂。

上述复合吸波材料的制备方法，将氧化亚锰、镍与碳复合多孔微球和石蜡混合得到氧化亚锰、镍与碳复合多孔微球吸波材料。

本发明的第四方面，提供一种复合多孔微球和/或所述的复合吸波材料在电磁波吸收领域中的应用。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明所制得的复合多孔微球中，MnO为低损耗的透波材料，可以使电磁波顺利进入材料内部而不发生反射；金属镍具有高饱和磁化强度，相对较好的稳定性，提高了材料的磁性，增强磁损耗；碳质具有储量大、密度低、化学稳定性强和耐腐蚀性强等优势，可以作为良好的包覆材料；多孔结构的存在可以使电磁波发生多重散射，增强了材料对电磁波的损耗。