[发明专利]一种电磁双复纳米微波吸收剂Fe3O4/NanoG的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁双复纳米微波吸收剂Fe₃O₄/NanoG的制备方法。

背景技术

吸波材料在军用和民用领域有着广泛的应用，已成为各国军事装备和民用防电磁辐射等技术领域的研究热点。良好的吸波材料必须具备两个条件：一是吸波材料的阻抗与雷达波的阻抗相匹配，此时满足无反射；二是雷达波射入到吸波材料内，其能量损耗尽可能大。

目前，各种新型吸波材料都正处于理论探索阶段，在实际应用中还存在许多技术难点，无法适应现实的需求。而传统的吸波材料由于理论成熟、制备简单、经济实用，得到了十分广泛的应用。其中，以铁氧体、金属微粉(磁介质性吸波材料)和多晶铁纤维(电阻型吸波材料)研究得最多。

(1)铁氧体吸波材料

铁氧体可分为尖晶石型、石榴石型和磁铅石型，它们均可作吸波材料。铁氧体是一种双复介质，既具有一般介质材料的欧姆损耗、极化损耗、离子和电子共振损耗，又有铁氧体特有的畴壁共振损耗、磁矩自然共振损耗和粒子共振损耗，因此至今仍是微波吸收材料的主要组成之一。铁氧体吸波材料已广泛应用于隐身技术，如B2隐形轰炸机的机身和机翼蒙皮最外层涂敷有镍钴铁氧体吸波材料。TR-1高空侦察机上也使用了铁氧体吸波涂层。当面密度约5kg/m²、厚度约2mm时，铁氧体吸波材料在8～18GHz频带内吸收率均可低于-10dB。但铁氧体存在质量较大、分散困难的缺点，同时单一铁氧体制成的吸波材料，难以满足吸收频带宽、质量轻、厚度薄的要求，因此通常需在铁氧体微粉中加入添加剂组成复合吸收剂，以使电磁参数得到较好匹配。所以，实际使用的铁氧体吸波涂层往往不是单一的铁氧体涂层，而是通过复合组成复合铁氧体吸波涂层。如铁氧体与羰基铁粉、铁粉、镍粉、炭黑、石墨、碳化硅、树脂等复合形成复合铁氧体纳米微波吸收材料。

(2)金属微粉吸收剂

金属微粉吸波材料具有微波磁导率较高、温度稳定性好(居里温度高于700K)等特点，它主要是通过磁滞损耗、涡流损耗等吸收损耗电磁波。金属微粉吸波材料已广泛应用于隐身技术，如美国F/A-18C/D“大黄蜂”隐身飞机使用了羰基铁微粉吸波材料。有文献报道，将羰基铁微粉与硅橡胶DC805均匀混合，吸收剂质量比为90％时，反射率在2～10GHz频率范围内均低于-10dB。另一类磁性金属微粉包括Co、Ni、CoNi、FeNi等，它们的电磁参数与组分和粒度密切相关。

(3)多晶铁纤维吸收剂

多晶铁纤维吸波剂包括Fe、Ni、Co及其合金纤维，属一维磁性材料。其电磁参数具有显著的各向异性，在纤维长度方向上有效磁导率可以很高，提供了不同于各向同性介质的损耗机制，可在很宽的频带范围实现高吸收率。吴明忠等制备了以多晶铁纤维为吸波剂，以环氧树脂为粘结剂的薄而轻的RAM，其在8-18GHz范围内具有高的μ′和μ″，其吸波性能优异。美国3M公司研制的多晶铁纤维吸波涂层在吸波剂体积分数为25～30％，厚度为1mm时，在3～18GHz范围内反射率R低于-5dB，面密度为1.52Kg/m²；GAMMA公司研制的多晶铁纤维在4～8GHz范围内R＜-5dB，8～18GHz范围内R＜-8dB。

目前国内外都在开发新一代铁氧体吸波材料，采用的方法有：(1)制备超微米、纳米复合铁氧体吸波材料，在降低密度的同时，改变材料的电、磁、光等物理性能，开创新的吸波机制；(2)添加少量放射性物质，使其在电磁波作用下，由于晶格缺陷而产生大量游离电子做剧烈运动，从而衰减电磁波能量；(3)研制表面敷有铁氧体涂层的空心玻璃球，这样不但降低密度，而且还因玻璃球对电磁波的偏转散射提高吸波性能。

中空玻璃微球是一种中空、密闭的正球形、粉沫状的超轻质填充材料。视粒径、壁厚其真实密度在0.12～0.60g/cm³之间，粒径在15～135um之间(内含多种规格)。具有重量轻、体积大、导热系数低、分散性、流动性、稳定性好的优点。但中空玻璃微球尺寸为微米级，对拓展微波吸收频带不利。同时，中空玻璃微球不具有电、磁特性，在作为微波吸收材料时，不能很好的提高复合材料的综合性能。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种电磁双复纳米微波吸收剂Fe₃O₄/NanoG的制备方法。

技术方案