[发明专利]一种碳基复合吸波剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种碳基复合吸波剂，还公开了上述碳基复合吸波剂的制备方法，包括如下步骤：油酸包覆的Fe₃O₄纳米粒子的合成：将油酸铁和油酸溶解在1‑十八烯中，在惰性气氛、320℃下加热1小时；待冷却至室温后往上述混合物料中加入乙醇与异丙醇，得到的沉淀即油酸包覆的Fe₃O₄纳米粒子。将沉淀粒子分散在正己烷中进行自组装形成稳定的胶体溶液，胶体溶液在室温条件下干燥，待溶剂完全蒸发之后将上述产物在惰性气氛下煅烧，使得Fe₃O₄纳米粒子表面的油酸配体碳化，得到碳包Fe₃O₄复合物和碳包Fe₃C复合物。本发明制备方法具有制备工艺简单和产量大的优点，适用于工业化大规模生产，制得的产物具备优异的吸波性能。

技术领域

本发明涉及一种碳基复合吸波剂，还涉及上述碳基复合吸波剂的制备方法，属于微波吸收材料技术领域。

背景技术

随着数字化和信息化等现代技术的迅猛发展，各种电子、电气设备给人们的日常生活和科技探究带来极大便利之时，产生的电磁环境对人类的身体健康也产生极大的威胁，并对电子设备产生巨大的干扰。在军事领域，电磁波吸收材料不仅可以将侦查电波进行有效吸收，还可以衰减反射信号，从而突破雷达防区，减少武器系统中红外制导导弹和激光武器的袭击，是反雷达侦察的一种重要手段。因此，吸波材料其在民用领域和军事领域都具备重要的应用意义。近年来，吸波材料逐渐向轻质、薄厚度、宽频带、强吸收方向发展。在众多吸波材料中，与磁性材料复合的碳基吸波体不仅同时包含介电损耗和磁损耗，而且具有较好的阻抗匹配性能以及较低的密度，因此引起了科研工作者广泛关注。

近年来，碳基材料作为微波吸收材料被大量研究。例如，沈阳材料科学国家(联合)实验室的张志东课题组设计了(Fe，Ni)@C的吸波剂，该吸波剂在整个Ku频段都能进行有效的吸收。(X.G.Liu，B.Li，D.Y.Geng，W.B.Cui，F.Yang，Z.G.Xie，D.J.Kang and Z.D.Zhang，(Fe，Ni)/C nanocapsules for electromagnetic-wave-absorber in the whole Ku-band.Carbon，2009，47，470-474.)。北京理工大学的曹茂盛课题组制备了Fe₃O₄@C纳米棒，研究发现该复合物在厚度为2mm，频率为14.96GHz时，表现出最佳的吸收性能，最大反射损耗为-27.9dB。(Y.J.Chen，G.Xiao，T.S.Wang，Q.Y.Ouyang，L.Y.Qi，Y.Ma，P.Gao，C.L.Zhu，M.S.Cao and H.B.Jin，Porous Fe₃O₄/carbon core/shell nanorods：Synthesis andelectromagnetic properties.J.Phys.Chem.C.2011，115，13603-13608.)。综上所述，碳基复合材料作为新型吸波材料具有很大研究价值，其展现出了优异的反射损耗和轻质等优势。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种碳基复合吸波剂，还提供上述碳基复合吸波剂的制备方法，通过该制备方法能够得到三维结构的碳包Fe₃O₄复合物和碳包Fe₃C复合物，两种复合物均具备优异的的微波吸收性能。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种碳基复合吸波剂，所述复合吸波剂呈块状，壳层为碳壳，碳壳内包覆有Fe₃O₄或Fe₃C纳米粒子。

上述碳基复合吸波剂的制备方法，包括如下步骤：