[发明专利]一种SiC-铁氧体/碳质材料高温吸波复合材料及其制备方法

说明书

一种SiC‑铁氧体/碳质材料高温吸波复合材料及其制备方法，它涉及吸波复合材料，综是要解决现有的吸波材料加工复杂、成本较高、吸波效果差的技术问题。本发明的吸波复合材料是由铁氧体、碳化硅和碳质材料组成；制备方法：一、碳化硅表面预处理；二、将亲水性碳化硅、制备铁氧体的可溶性盐、氟化物、沉淀剂、碳质材料、硅烷偶联剂、醇和水混合均匀，经水热合成后得到前驱体；再将前驱体焙烧，得到该吸波复合材料。它在8‑12GHz的X波段达到90％吸收，其反射损耗均低于‑10dB，最大反射损耗达到‑28dB。可用于地面核反应堆系统的监控、原油勘探、环境监测及航空、航天、雷达、通讯系统、大功率的电子转换器及汽车马达领域。

技术领域

本发明涉及吸波复合材料及其制备方法，属于高温吸波功能复合材料领域。

背景技术

随着信息技术的飞速发展，微波吸收材料在电子可靠性、医疗保健、国防安全等方面发挥着越来越重要的作用。例如，应用在新兴的高速通信设备(如卫星)中的微波吸波材料可以通过抑制噪声来提高接收机的信号质量。此外，雷达站和中继站的吸波材料可以保护内部工作人员免受高功率微波的过量辐射。最重要的是，随着超宽带雷达、相控阵雷达、多基地雷达和无源雷达等新型先进反隐身雷达的逐渐成熟，高性能的反探测吸波材料成为提高军事单位生存能力的有效途径。理想的吸波材料即要有强吸收能力又要有宽的吸收带。此外，具有超轻重量和薄厚度的吸波材料将在航空航天、航空、地面车辆和快速增长的下一代绿色微型电子产品领域具有优势。

大多数情况下，铁氧体，金属粉末，陶瓷，碳纳米等固体粒子吸收剂被广泛用作制备吸波复合材料。虽然吸波的性能一般，但由于密度大、稳定性差、负载量大等缺点，大部分还没有得到实际应用。专利号为93102922.8中国专利《毫米波宽频带吸波涂料》报道了应用碳化硅、导电炭黑以及粘结剂等混合构成，并分层采用不同配方配制并涂在载体，可在26-100GHz频段实现11-16dB的吸波效果。但是这种材料方法加工复杂，成本较高，吸波效果差。

发明内容

本发明是要解决现有的吸波材料加工复杂、成本较高、吸波效果差的技术问题，而提供一种SiC-铁氧体/碳质材料高温吸波复合材料及其制备方法。

本发明的SiC-铁氧体/碳质材料高温吸波复合材料是由铁氧体、碳化硅和碳质材料组成，其中碳质材料为石墨烯、还原石墨烯、氧化石墨烯、导电炭黑或碳纳米管；当碳质材料为石墨烯、还原石墨烯或氧化石墨烯时，铁氧体与碳化硅负载在石墨烯片层上；当碳质材料为导电炭黑时，导电炭黑与铁氧体和碳化硅均匀混合；当碳质材料为碳纳米管时，铁氧体、碳化硅与碳纳米管均匀混合。

上述的SiC-铁氧体/碳质材料高温吸波复合材料的制备方法，按以下步骤进行：

一、碳化硅表面预处理：

a、将粒径1～10μm的碳化硅加入到碳化硅球磨机球磨12h～24h；放入管式炉中，在空气或者氮气下，升温至500-600℃氧化处理2h～4h，达到去除表面杂质的目的；

b、将碳化硅分散在酸性亲水溶液中搅拌2～3h，然后超声分散1～2h，微波辐射1h～2h来提高其亲水性；然后用蒸馏水洗涤，过滤，在15～30℃条件下晾干，得到亲水性碳化硅；

二、一锅法合成SiC-铁氧体/碳质材料：

a、称取亲水性碳化硅、制备铁氧体的可溶性盐、氟化物、沉淀剂、碳质材料、硅烷偶联剂、醇溶剂和去离子水，搅拌1～2h，超声分散30min～1h，得到混合液；

b、将混合液转入高温反应釜中，以2℃～4℃/min的速率升温到120℃～150℃并保温4h～6h，反应结束后，用水和醇溶液交换离心清洗干净人，然后放在真空干燥箱中干燥，得到前驱体；

c、在空气或氮气下，将前驱体放在350～450℃管式炉中焙烧2h～4h，再冷却至室温，得到SiC-铁氧体/碳质材料高温吸波复合材料。