[发明专利]一种ZnO-C/Al2

说明书

本发明公开了一种ZnO‑C/Al₂SiO₅低密度高损耗复相吸波陶瓷及其制备方法。具体技术方案如下：选用多孔Al₂SiO₅陶瓷纤维板作为基体材料，采用溶液浸渍法，将葡萄糖、醋酸锌溶液通过真空或压力浸渍过程引入多孔Al₂SiO₅陶瓷纤维板中，经过热处理转化为ZnO和热解碳，两相均匀填充在Al₂SiO₅陶瓷基体内部，通过调节溶液中葡萄糖和醋酸锌的比例可调控C、ZnO两相的成分比例，经多次浸渍，ZnO‑C吸波剂在基体内达到所需含量，经热处理调控ZnO、C两相的显微结构和晶化程度，得到的ZnO‑C/Al₂SiO₅低密度、高损耗复相吸波陶瓷；本方法整个制备工艺步骤简单、周期短、易于操作、重复性好。

技术领域

本发明属于吸波材料领域，具体涉及一种ZnO-C/Al₂SiO₅低密度高损耗复相吸波陶瓷及其制备方法。

背景技术

吸波材料应具备“轻、薄、宽、强”的性能特点，具备低密度、强损耗特征的吸波材料具有重要的应用前景。为降低吸波材料的密度，采用低密度刚性莫来石（Al₂SiO₅）纤维多孔陶瓷作为基体，在其内部引入高损耗吸波剂获得复相陶瓷吸波材料。纤维多孔陶瓷基体具有密度低、低介电损耗的特点，形状和结构稳定，且隔热性能优异。Al₂SiO₅纤维多孔陶瓷材料化学稳定性较好，适合用作透波基体，在其基础上引入吸波剂以获得吸波功能，且保持较低的密度，这在民用和国防领域都具有重要的应用潜力。

半导体氧化物通常具备良好的介电损耗性能。氧化锌（ZnO）的介电常数和介电损耗受结构缺陷、微观形貌、元素掺杂等因素影响可在较大范围内调节，其作为吸波剂具有较大的潜力，但不足之处在于ZnO电导率相对较低，电导损耗能力有待提高，因此采用单一的ZnO等介电型氧化物作为吸波剂时，通常会面临介电常数虚部较低、介电损耗能力不足。碳(C)材料作为电导损耗型吸波材料受到广泛关注。C材料的电导率受显微结构、晶化程度等因素影响可以在很宽的范围内调控，而电导率又对介电常数虚部有直接且显著的影响，所以引入C材料与ZnO复合，通过ZnO来调节复合材料的介电常数实部，通过C调节介电常数虚部，最终通过调控ZnO和C两相成分比例、热处理温度等实现对复合材料介电常数实部和虚部的精确调控，以满足吸波材料对介电损耗的需求，从而实现对电磁波的强吸收衰减。所选用的Al₂SiO₅纤维多孔陶瓷基体由Al₂SiO₅纤维及粘结剂经高温烧结而成，密度0.3g/cm³，气孔率大于90%，具有低密度、结构稳定、耐高温的优点。将高损耗ZnO、C材料引入Al₂SiO₅多孔陶瓷基体内，可获得低密度、高损耗吸波材料。

现有的吸波材料的制备方法通常采用涂刷工艺将吸波剂混合到粘结剂中，经涂覆工艺获得吸波涂层，制备工艺复杂，制备周期较长，增大了材料本身的重量，且涂层在严苛的热环境下易脱落，使得这一类吸波材料的应用受到限制，且吸波性能有待于进一步提高。

发明内容

本发明的目的是要提供一种ZnO-C/Al₂SiO₅低密度高损耗复相吸波陶瓷及其制备方法及其制备方法，选用多孔Al₂SiO₅刚性纤维板为透波载体，C、ZnO材料作为吸波剂，采用浸渍裂解法将C、ZnO材料均匀负载在多孔Al₂SiO₅陶瓷基体内，不但可以赋予其较强的吸波性能，而且可以保持较低的密度，从而实现低密度、高损耗吸波性能。

为了达到上述目的，本发明提供以下技术方案：