[发明专利]一种微波吸收材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种微波吸收材料的制备方法，具体包括：制备聚乙烯醇溶液，制备石墨烯‑铁酸钴、多壁碳纳米管和聚乙烯吡咯烷酮的分散液、将聚乙烯醇溶液加入到分散液中，继续分散后静置得到混合溶液；混合溶液进行冷冻循环解冻，得到解冻混合物；将解冻混合物进行干燥的步骤；本发明还公开了一种微波吸收材料，该微波吸收材料具有泡孔结构。本发明制得的微波吸收材料，吸收频带宽，在8.8GHz‑12.4GHz均具‑10dB的反射损耗；在X波段内具有良好的吸波性能，还能解决石墨烯的阻抗失配的问题；具有泡孔结构，质量较轻，界面反射低。

技术领域

本发明属于吸波材料领域，具体涉及一种微波吸收材料，本发明还涉及该微波吸收材料的制备方法。

背景技术

随着信息技术的飞速发展，高性能宽频带和轻量化的微波吸收材料(MAMs)在人体健康，信息安全，军事隐身，消除电磁干扰(EMI)等方面发挥的重要作用，从而受到了越来越多的关注。

一般认为界面阻抗匹配和电磁波损耗是影响材料微波吸收(MA)性能的两个主要因素,而介电常数和磁导率是影响界面阻抗匹配和电磁波损耗的最重要因素，而实现微波吸收强度强和吸收频带宽的根本途径，就是优化微波吸收材料的理化性质以获得理想的介电常数和磁导率。

微波吸收材料对电磁波的衰减主要是依靠吸收剂对电磁波的衰减，而吸收剂的电磁性能决定了吸波性能的好坏。研究证实磁性材料纳米铁氧体是最佳的微波吸收材料，它具有吸收频段宽以及吸收率高等一系列的优点。但是铁氧体具有密度大、稳定性差的缺点，难以满足目前微波吸收材料质量轻、密度小等需求。碳材料如石墨烯、碳纳米管等由于具有高的介电常数、大的长径比等优点被大量运用于微波吸收等各个方面。近来，已经有大量文献显示具有三维泡孔结构的三维石墨烯和三维碳纳米管在微波吸收方面有较大的应用潜力。尽管如此，由于石墨烯或碳管固有的电磁特性的限制，其高的导电性和介电常数造成了大量电磁波在界面被反射，存在阻抗失配的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种微波吸收材料的制备方法，该制得的微波吸收材料吸收频带宽；本发明还提供了一种微波吸收材料，该微波吸收材料具有泡孔结构。

本发明所采用第一种技术方案是，一种微波吸收材料的制备方法，具体按照下述步骤进行：

步骤1，将聚乙烯醇加入水中，得到聚乙烯醇溶液；

将石墨烯-铁酸钴、多壁碳纳米管和聚乙烯吡咯烷酮加入水中并分散，得到分散液；

步骤2，将步骤1制得的聚乙烯醇溶液加入到分散液中，继续分散后静置得到混合溶液；

步骤3，将步骤2制得的混合溶液进行冷冻循环解冻，得到解冻混合物；

步骤4，将步骤3得到的解冻混合物进行冷冻干燥，得到微波吸收材料。

本发明的另一个技术方案是，微波吸收材料内呈泡孔结构。

本发明的特点还在于：

步骤1中聚乙烯醇溶液的质量浓度为10％。

步骤1中，石墨烯-铁酸钴与水的质量比为1:71～1:23，多壁碳纳米管与水的质量比为1:71～1:69，聚乙烯吡咯烷酮与水的质量比为6:335～2:115。

步骤2中的聚乙烯醇溶液和分散液的体积比为30:71～10:23。

步骤3中进行冷冻循环解冻循环3次，冷冻的时间为12h～24h，冷冻的温度不高于-20℃，解冻的时间为1.5h～2.5h。

步骤4中使用冷冻干燥机对冷冻混合物进行干燥，干燥的温度为-55℃～-75℃。

步骤1中的石墨烯-铁酸钴通过水热法合成，具体按照下述步骤进行：