[发明专利]一种四氧化三铁/二氧化硅复合纤维吸波材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种四氧化三铁/二氧化硅复合纤维吸波材料的制备方法，涉及微波吸收领域，复合纤维吸波材料以柠檬酸、硝酸铁、硫酸亚铁和正硅酸乙酯为原料四步法制成，首先以柠檬酸、硝酸铁和硫酸亚铁为原料，通过柠檬酸溶胶法制备出Fe₃O₄溶胶；然后以正硅酸乙酯作为SiO₂溶胶的硅源，通过Stober法制备出SiO₂溶胶；其次将Fe₃O₄溶胶和SiO₂溶胶混合均匀，以丙酮为溶剂，加入适量助纺剂，得到Fe₃O₄/SiO₂前驱体待纺溶胶，通过静电纺丝的方法制备出Fe₃O₄/SiO₂前驱体复合纤维；最后，将Fe₃O₄/SiO₂前驱体复合纤维在氩气保护气体中烧结后得到Fe₃O₄/SiO₂复合纤维吸波材料。本发明制备方法简单、可控，有效的拓宽吸波材料的吸波范围，增强吸波性能。

技术领域

本发明涉及微波吸收领域，特别涉及一种四氧化三铁/二氧化硅复合纤维吸波材料的制备方法。

背景技术

随着信息化的高速发展，电磁波作为传播载体，愈加的应用广泛，但是为人类提供便捷的同时，电磁波也造成了许多负面影响。生活中电子设备的大批量应用产生大量电磁辐射，对通讯信号、各种实验设备以及军事武器设施等造成一定的干扰，也会使生物机理紊乱，危害健康。电磁隐身技术作为提高武器系统生存、突防和打击手段，已成为各个强国军事领域研究的热点之一。随着科技的不断发展，吸波材料在满足厚度薄、质量轻、频带宽、吸收强的同时，还需满足耐温、耐腐蚀、耐湿。因此，研究和开发满足上述要求的新型吸波材料显得尤为重要。

吸波材料需要同时满足阻抗匹配与对电磁波的强吸收，而单一的吸波材料一般难以同时达到，一方面，要想阻抗达到完全匹配，复介电常数和复磁导率的值要完全相等；要想实现对电磁波的完全衰减，则需要材料的复介电常数虚部值和复磁导率虚部值足够大，这两个要求很难同时达到；另一方面，若要满足阻抗匹配，则材料的电阻率要尽可能大，复介电常数尽量小，当电导率接近金属特性时，将导致趋肤效应，大量的电磁波被反射回去，无法满足阻抗匹配条件。由此可见，需将阻抗匹配与电磁波损耗两者的关系达到一种平衡，最大限度的优化吸波材料的性能，可将具有不同特性的材料进行优化复合以获得最佳的吸收效果。

铁氧体吸波材料由铁元素、氧元素以及一系列不同价态的金属元素组成。作为目前研究最广泛的吸波剂之一，畴壁共振和自然共振是其最主要的吸收机理，电阻率为102-108Ω/cm ，兼有磁损耗能力和介电损耗能力。其中Fe3O4作为一种传统的磁性吸波材料，是铁氧体中应用最广泛的材料，它具有磁导率高、吸波强度高、制备简单等优点，且作为双损耗介质，对电磁波既有磁损耗又有介电损耗，但其相对密度大、吸收频带窄、颗粒分散性差、易腐蚀、高温性差等缺点难以满足优秀吸波剂“薄、轻、宽、强”的要求，限制了其进一步的应用，所以，需要与其他材料复合来提高吸波性能。

发明内容

本发明所要解决的技术难题是克服上述现有的不足如相对密度大、吸收频带窄、颗粒分散性差、易腐蚀、高温性差等，提供了一种四氧化三铁/二氧化硅复合纤维吸波材料的制备方法，增加吸波材料的吸波频带宽度，提高吸波材料的吸波强度，并有效的减少吸波材料的密度。