[发明专利]一种碳基磁性复合吸波材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及吸波材料技术领域，特别是涉及一种碳基磁性复合吸波材料及其制备方法和应用。该碳基磁性复合吸波材料的制备方法包括磁性基体的准备；预处理；等离子体增强化学气相沉积；以及冷却处理。本发明制备方法可实现碳基磁性复合吸波材料的快速制备，制备得到的碳基磁性复合吸波材料具备良好的吸波性能，通过调节制备工艺参数可实现不同介电响应和吸波性能的碳基磁性复合吸波材料的制备，且该制备方法工艺简单，可操作性强，生产效率高，生产成本低。

技术领域

本发明涉及吸波材料技术领域，特别是涉及一种碳基磁性复合吸波材料及其制备方法和应用。

背景技术

由于电磁污染日益严重，“薄、宽、轻、强”的高效微波吸收材料成为人们研究的热点，在众多的吸波材料中，碳基磁性复合材料由于其同时具备磁损耗、介电损耗，且兼具质量轻、阻抗匹配可调、物理化学特性相对稳定等优势而受到研究者的青睐。

目前，碳基磁性复合材料的制备方法主要包含以下几种：

(1)溶剂热法：首先制备有机碳源和磁性颗粒的前驱体，再通过高温碳化得到碳基磁性复合粉体；(2)电弧放电等离子技术：以磁性金属棒和碳棒为正负极，通过电弧放电制备得到碳基磁性复合粉体；(3)其他制备方法：如静电纺丝、原子层沉积、化学气相沉积等。

然而，通过高温碳化或化学键联结引入的碳组分与磁组分之间的结合强度不足，导致吸波性能较差，无法与商用的磁性粉体性能相比；再者，制备过程较复杂，制备效率低。

有鉴于此，针对以上现有技术的不足，本发明提供了一种碳基磁性复合吸波材料及其制备方法和应用，可快速实现吸波性能优良的碳基磁性复合吸波材料的制备。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种碳基磁性复合吸波材料制备方法以解决传统制备方法吸波性能差、制备效率低的问题。

(2)技术方案

为了解决上述问题，本发明一方面提供了一种碳基磁性复合吸波材料制备方法，其包括以下步骤：

S1、磁性基体准备：将磁性基体平铺于耐高温衬底上，置于PECVD设备的加热炉的炉管中，再将所述炉管内抽至真空；

S2、预处理：将所述加热炉升温至所述磁性基体的生长温度，然后通入H₂对所述磁性基体进行预处理，同时向磁性基体开启等离子体源，以清除磁性基体表面的氧化层；

S3、等离子体增强化学气相沉积：往所述加热炉中通入碳源和辅助气体，在所述磁性基体上原位生长纳米碳层；

S4、冷却处理：停止通入碳源和关闭等离子体源，往加热炉中通入惰性气体冷却至室温，以获得碳基磁性复合吸波材料。

进一步地，步骤S1中，所述磁性基体为耐高温磁性金属球状粉或片状粉，所述磁性基体的粒径为1～50μm。

进一步地，步骤S1中，所述磁性基体为Ni粉或FeCo粉。

进一步地，步骤S1中，所述抽至真空的真空度为0.1Pa以下。

进一步地，步骤S2中，所述升温的速率为10～20℃/min，所述生长温度为600～900℃。

进一步地，步骤S2中，所述等离子体源的射频功率50～500W，所述H2的流量10～40sccm，加热炉内气压为1～15Pa，预处理时间10～30min。

进一步地，步骤S3中，所述碳源为CH₄，所述辅助气体为H₂、N₂、Ar中的一种或多种。