[发明专利]一种新型稀土掺杂的磷灰石结构吸波材料，制备方法及其应用

说明书

本申请实施例示出一种新型稀土掺杂的磷灰石结构吸波材料，制备方法及其应用，所述新型稀土掺杂的磷灰石结构吸波材料包括：MnCO₃、Gd₂O₃、SiO₂，CeO₂，以及，稀土元素。所述新型稀土掺杂的磷灰石结构吸波材料，随频率在2Hz‑12Hz的微波产生一定的吸收，不同的稀土元素掺杂对样品的微波反射率有一定的影响，当稀土元素磁掺入量较少时，样品的微波吸收性能虽然存在，不过样品的微波吸收频带较窄，呈现尖锥状；随着稀土元素的掺杂量的增加，微波吸收频带会随之变宽。总体上来说，稀土元素的掺杂量x＝0.5时样品的微波反射性能最好，在制备的样品厚度为4mm、5mm和6mm时，均具备一定的微波吸收性能，且‑10dB以下的微波吸收频带宽为0.76GHz，最大微波反射率为‑21.78dB。

技术领域

本发明涉及吸波材料领域，特别涉及一种新型稀土掺杂的磷灰石结构吸波材料，制备方法及其应用。

背景技术

吸波材料的定义是指，当电磁波入射到吸波材料表面或内部时，可以被转化成其他形式的能量(如热能、电能、机械能等)从而被减弱或彻底吸收。通过选择合适的材料、设计合理的结构和适当的制备工艺，可以合成制备相应的高效的吸波材料，吸收所入射电磁波的大部分能量，从而达到微波吸收或者减弱的目的的一类电磁功能材料。目前，吸波材料的应用正在日臻成熟，许多具有高性能的吸波材料已经被广泛的应用在军事国防和民用日常生活当中。众所周知的隐身战斗机、军用雷达、电波暗室、手机通讯基站的使用及电磁辐射干扰防护。微波吸收材料的应用体现在如此多的领域，其具体应用包括：第一，在国防军事领域，随着世界各大国之间军备竞赛的开展，超级雷达，超强隐身能力的隐身战斗机一直高度重视，我国歼-20战斗机的问世，体现了我国吸波材料技术的超高水平。第二，日常生活中手机,广播电视的在带给我们便捷的同时，又在无形中危害着我们的健康。电磁辐射已经成为了“隐形”危害人体健康的又一环境污染难题开发合适的吸波材料应用到人们的日常生活中，对保护人体健康，生态环境都具有重要的意义。第三，电磁辐射的存在会干扰通讯信号，铁路航空信号的接收，医疗上出现过电磁波干扰病人的心脏起搏器，导致病人死亡的案例，故需要合适的吸波材料对有害电磁波源进行有效的吸收。第四，输变电设备，高压输电线作为生活中常见的物质，其周围也会产生一定量的电磁辐射，其产生的电晕放电，可以引燃易燃易爆物质。综上，针对各种各样的电磁危害，吸波材料应运而生，吸波材料在各个领域的应用时刻保卫着国家的安全、改善我们的生活质量。

近年来，吸波材料领域的飞速发展，吸波材料方面的科研工作者在对新型的吸波材料进行探索时，将目标转向了被誉为“新材料的宝库”-稀土元素。稀土元素因其独特的电子结构类型，其自旋电子与轨道间的相互作用以及较强的晶体场使其具有磁光效应，原子磁矩和磁晶各项异性高、磁滞伸缩系数大以及磁有序转变温度低等特点，将稀土元素掺杂在吸波材料中或是大大提高了吸收峰值、拓宽了吸收频带，或是突破了现有的理论极限，具有很好的应用前景，受到了到广泛的关注。哈尔滨工业大学刘延坤利用稀土元素铕(Eu)掺杂钛酸钡，拓宽了材料的微波吸收频带。此外，我国是世界稀土大国，稀土元素储量丰富，将稀土元素运用到吸波材料中，对于资源的充分利用具有重要意义。

但是由于稀土吸波材料研究工作起步较晚，国内的研究体系尚不成熟，目前，主要的稀土吸波材料主要包括利用稀土元素掺杂铁氧材料。研究一种新型的具有较大吸波性能的吸波材料，对于开发出符合现代社会与人类要求的吸波材料，具有重要意义。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种新型稀土掺杂的磷灰石结构吸波材料，制备方法及其应用，以解现有技术示出的稀土掺杂的吸波材料多以铁氧材料作为基体的技术问题。

本申请实施例第一方面示出一种新型稀土掺杂的磷灰石结构吸波材料，所述吸波材料包括：MnCO₃、Gd₂O₃、SiO₂，CeO₂，以及，稀土元素。