[发明专利]一种棒状复合锰氧化物雷达波吸收剂及其制备方法、应用

说明书

本发明属于雷达波吸收技术领域，具体涉及一种棒状复合锰氧化物雷达波吸收剂及其制备方法、应用。所述雷达波吸收剂通过水热反应实现MnO₂/Mn₂O₃在纳米尺度上充分复合形成MnO₂/Mn₂O₃复合材料，MnO₂/Mn₂O₃复合材料具有纳米棒状结构，纳米棒的直径为100‑500nm，纳米棒状结构彼此相互连接，聚集成海胆球或鸟巢状形态结构。本发明通过对水热反应过程中Mn²⁺离子的欠饱和氧化，实现了两种锰氧化物在纳米尺度上的充分复合，制备过程安全环保，制备成本低，纳米复合材料产率高，有效吸波频宽比单一的MnO₂雷达波吸收剂更宽，是一种性能优异的吸波材料，适应于雷达波吸收。

技术领域

本发明属于雷达波吸收技术领域，具体涉及一种棒状复合锰氧化物雷达波吸收剂及其制备方法、应用。

背景技术

随着我国综合国力的不断提升，发展军用目标隐身技术是解决侦察威胁的有效手段，尤其是反雷达波侦察隐身技术。隐身技术不但要聚焦于飞行器隐身，也要兼顾对大规模地面重要目标的隐身。相比于飞行器小规模范围的隐身，地面目标因为目标物众多，体积过于庞大，导致隐身成本远高于飞行器隐身。因此，开发能够大量生产且成本低廉的吸波材料，对大规模军事目标进行隐身伪装，躲避来自天空的侦察，提高地面目标生存能力，将成为了极其关键的技术。吸波材料按照承载能力和成型工艺可分为结构型和涂覆型两大类。相比于前者，在应对大规模不规则目标物隐身时，涂覆型吸波材料具有操作方便、形态可调等优点，一直是隐身技术的研究热点。涂覆型吸收剂种类繁多，按所含元素可分为四类，分别是碳系吸波材料(石墨，石墨烯，碳纤维，碳纳米管)；铁系吸波材料(铁氧体、羰基铁)；陶瓷系吸波材料(碳化硅，氮化硅)；以及其他类型吸波材料(MoFs材料、导电聚合物)。吸收剂虽然种类众多，但在“轻、薄、宽、强”的性能指标和低成本大量制备的双重要求下，多数吸收剂都难以满足大规模目标隐身的应用需求。与其他类型的吸收剂相比，过渡金属氧化物由于其资源丰富，制备简单，一直是吸收剂研究的焦点。羰基铁粉是十分成熟的过渡金属氧化物吸波材料，吸波性能优异，但其环境适应性较差，不耐氧化，且生产过程较为复杂还伴随着一定的毒性，考虑到大规模低成本的制备要求，仍非最佳选择。近年来，随着对其他氧化物吸收剂体系的研究，锰氧化物因其低廉的价格和较优异的吸波性能，在应对大规模地面目标隐身方向极具潜力。

锰氧化物吸波材料虽然资源丰富，吸波性能优异，但仍存在有效吸波频宽较窄，具有特殊微纳结构形貌的纳米材料制备成本过高的问题，无法满足反宽频雷达侦察的需求，以及大规模目标低成本隐身的需求。

现有技术中通过材料复合和微纳结构设计，提高锰氧化物吸波材料的吸波性能，拓展有效吸波带宽。但这样的处理手段仍存在一定的限制，制备的吸收剂的吸波性能虽然较单一的物相的锰氧化物得到了显著改善，但导致纳米吸波材料的制备成本明显升高，极大地限制了吸波材料在应对大规模目标反雷达波侦察隐身方向的应用价值。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种棒状复合锰氧化物雷达波吸收剂及其制备方法、应用，以锰盐通过复合和微纳结构的双重设计，在纳米尺度上充分复合形成MnO₂/Mn₂O₃复合材料，复合材料具有纳米棒状结构，且纳米棒状结构彼此相互连接，聚集成海胆球或鸟巢状形态结构，采用对水热反应使Mn²⁺离子锰元素的欠饱和氧化，实现了两种锰氧化物在纳米尺度上的充分复合，制备过程安全环保，制备成本低，纳米复合材料产率高，有效吸波频宽比单一的MnO₂雷达波吸收剂更宽，是一种性能优异的吸波材料，适应于雷达波吸收。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的。