[发明专利]NZFO-BTO型铁磁铁电陶瓷复合纳米纤维微波吸收剂、吸波涂层及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电磁波吸收材料领域，尤其涉及具有一维纳米结构的铁磁/铁电复合吸波材料及其制备方法，具体指Ni-Zn铁氧体/BaTiO₃复合纳米纤维微波吸收剂及其制备技术。 

背景技术

随着使用 G 赫兹频率电磁波的电子和通讯设备的飞速发展和广泛应用，由此带来的电磁干扰和电磁辐射污染也越发严重，同时现代武器装备对电磁隐身的需求也日益提升。为了消除或减少电磁干扰和电磁污染，以及有效降低武器装备的雷达特征信号以提高其生存防御能力和总体作战性能，新型高性能电磁波吸收材料已成为各国民用和军事领域的研制热点。吸波材料对电磁波的吸收主要依赖于填充其中的电磁波吸收剂。随着纳米技术的发展，传统吸收剂如铁氧体和磁性金属材料的低维纳米化虽然对电磁波的吸收性能有了很大程度的提高和改善，但发现使用单一介电损耗或磁损耗吸收剂时由于其电磁阻抗匹配特性相对较差，其吸波性能一般还是难以满足现代科学技术发展对吸波材料性能所提出的“薄、轻、宽、强”的要求。于是将多种吸收剂进行复合制成纳米结构复合吸波材料成为当今吸波材料领域发展的一个重要方向。利用复合材料的协同效应和电磁参数可调的优点，将不同吸收频段、不同损耗机制的吸收剂进行多元复合，通过调节材料的结构组成、微观形貌以及电磁参数以实现其阻抗匹配，达到低密度、强吸收和宽频带的效果。 

铁电/铁磁多铁性复合材料是一种具有磁电转化功能的先进材料，其磁电转化功能是通过铁电相和铁磁相间的乘积效应即磁性耦合效应实现的，在磁电传感器(磁场、电场探测等)、磁电能量转换、数据存储、微波探测及高压输电线路的电流测量等技术领域具有广阔的应用前景。至今人们对它的磁电耦合效应进行了大量而深入的研究，然而此类多铁性复合材料的铁电、铁磁共存以及其协同损耗效应，同时也是强吸收、宽频带微波吸收材料的重要基础，但从专利和文献的检索来看，目前国内外对此类材料的电磁特性及吸波性能的研究还比较少，在材料形态上也主要集中在零维铁电/铁磁复合粉体上。研究结果显示铁电与铁磁材料的复合表现出较优良的微波吸收性能，例如A. Mandal等将铁电纳米粉体和铁磁纳米粉体进行物理混合，得到了Co_0.5Zn_0.5Fe₂O₄/Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃ (A. Mandal and C.K. Das, Electronic materials based on Co_0.5Zn_0.5Fe₂O₄/Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃ nanocomposites, Journal of Electronic Materials, 2013, 42:121-128) 和Co_0.2Ni_0.4Zn_0.4Fe₂O₄/ BaTiO₃ (A. Mandal and C.K. Das, Effect of BaTiO₃ on the microwave absorbing properties of Co-doped Ni-Zn ferrite nanocomposites, Journal of Applied Polymer Science, 2014, DOI:10.1002/APP.39926)纳米复合粉体吸波材料，发现这些铁电/铁磁纳米复合粉体在X波段(8.2~12.4GHz)的吸收率均超过90%，最小反射损耗达到约–42至–48dB。