[发明专利]一种ErFe@GO复合微波吸收剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种稀土铒铁合金‑氧化石墨烯(ErFe@GO)复合微波吸收剂及其制备方法，该吸收剂包含质量百分比为25‑50％的氧化石墨烯粉末GO和50‑75％的铒铁合金粉ErFe，其中铒铁合金粉中Er的质量分数为13％。其制备工艺为：以纯度≥99.9％的Er、Fe金属粉末为原料，采用高能球磨制备稀土铒铁合金粉末，然后对球磨得到的铒铁粉末进行真空热处理，最后超声辅助机械搅拌制备ErFe@GO复合微波吸收剂。在8～18GHz波段内，实现了较好的薄层宽带强吸收的效果，涂层厚度为1.08mm时，对微波的最小反射损耗峰值可达到‑42.7dB左右，且抗腐蚀性好。

技术领域

本发明属于磁性复合微波吸收材料领域，具体涉及一种稀土铒铁合金-氧化石墨烯(ErFe@GO)复合微波吸收剂及其制备方法。

背景技术

随着数字设备的普及和雷达探测技术的快速发展，给我们的生活带来了极大的便利。然而，这些数字设备和雷达探测技术的大量使用也会产生大量的电磁波进入人类的生活空间，导致严重的电磁辐射与干扰问题，这不仅对高度敏感的电子设备造成损害，还对身体健康有显著的负面影响，引起了全社会的广泛关注。为了解决电磁波辐射所带来的问题，科学家进行了大量的研究工作，其中利用微波吸收材料将入射的电磁波能量转化为其他形式的能量，以此来抑制电磁波的辐射和干扰，具有较好的效果；在手机、电脑、微波暗室等民用领域及隐身飞机、雷达等军事领域有着非常巨大的应用市场。

对于微波吸收材料的研究，吸收剂的配方设计及制备技术是微波吸收材料的研究关键。目前，常见的微波吸收剂中，主要有电损耗型与磁损耗型吸收剂两大类。电损耗型吸收剂中主要有碳系、陶瓷系等；磁损耗型吸收剂主要包括Fe、Co、Ni单质、合金及其氧化物等。稀土元素具有特殊的电、磁、光和催化性能，被誉为新材料设计的宝库。将一定量的稀土元素添加到铁基合金中，制备出稀土铁基合金吸收剂，能够较好地改善铁基合金物理性能及微波吸收性能。氧化石墨烯表面有很多悬挂的化学键，可以提供更多的极化损耗机制；电阻率较高能够调控金属的涡流效应，并且物理性能优异。

然而，在现有的众多吸收剂中，单一组分的吸收剂很难同时满足厚度薄、密度低、频带宽、吸收强以及优良的物理性能等方面的要求，尤其是厚度较小的薄层吸波材料，更难实现“薄、轻、强、宽”高性能吸波材料的要求。而复合型吸收剂可以克服单一组分的缺点，能够发挥出每种材料的各自的特点，利用它们电磁特性的互补性、不同损耗机制及成分配比实现优劣互补，最终得到一加一大于二的效果，是未来吸波材料的发展之路。

发明内容

本发明的目的在于解决现有单一组分吸收剂在厚度薄时，很难实现吸波材料吸收强、频带宽、质量轻及优异的物理性能的问题，提供一种厚度薄时，能够在8～18GHz微波波段内具有吸收强、频带宽、热稳定性好及具有一定抗氧化能力和耐腐蚀性能的稀土铒铁合金-氧化石墨烯复合微波吸收剂。

本发明的目的在于提供一种稀土铒铁合金-氧化石墨烯(ErFe@GO)复合微波吸收剂，包含质量百分比为50-75％的稀土铒铁合金粉末ErFe和25-50％的氧化石墨烯粉末GO，所述的铒铁合金粉末，其Er占铒铁合金粉末的质量分数为13％。

本发明的另一个目的是提供稀土铒铁基合金-氧化石墨烯复合微波吸收剂的制备方法。

稀土铒铁合金-氧化石墨烯复合微波吸收剂的制备方法，包含下述主要步骤：

(1)配料：以纯度≥99.9％的Er、Fe金属粉末为原料，按质量百分比Er:Fe＝13:87配料得铒铁粉；

(2)高能球磨：采用高能球磨将铒铁粉制备稀土铒铁合金粉末；

(3)真空热处理：将稀土铒铁合金粉末进行真空热处理；

(4)超声辅助机械搅拌：超声辅助机械搅拌制备稀土铒铁合金-氧化石墨烯复合微波吸收剂。