[发明专利]一种改进球形复合核壳结构吸波材料性能的方法

说明书

一种改进球形α‑Fe₂O₃@PANI/SiO₂复合核壳结构吸波材料性能的方法，结合了传统的铁氧体α‑Fe₂O₃、导电聚合物聚苯胺以及纳米SiO₂。在制备时，先采用多种制备方法制得α‑Fe₂O₃(共沉淀法、水热法、固相法)，采用原位聚合法将聚苯胺包覆α‑Fe₂O₃纳米颗粒，最后得到α‑Fe₂O₃@PANI纳米复合核壳结构吸波材料。采用溶胶‑凝胶法将纳米SiO₂包覆α‑Fe₂O₃纳米颗粒，最后得到α‑Fe₂O₃@SiO₂纳米复合核壳结构吸波材料。本发明制备的α‑Fe₂O₃@PANI、α‑Fe₂O₃@SiO₂纳米复合核壳结构吸波材料可用于电磁屏蔽材料、吸波隐身材料。

技术领域

本发明为一种改进球形α-Fe₂O₃@PANI/SiO₂复合核壳结构吸波材料性能的方法，涉及电磁屏蔽材料、吸波隐身材料。

背景技术

从电磁波被预测到被广泛应用，电磁波已经深入到我们周围的方方面面。包括日常生活中的家电、电脑、手机、信息化时代信息传递及接收，以及用于国防军事防御或攻击。

随着雷达探测技术的迅猛发展，吸波隐身材料成为了军事技术的研究热点。“电子隐身”的反雷达探测技术、红外隐身技术等多项隐身技术用于提高自身防御能力。我国自主研发的新一代隐身战斗机采用石墨烯所制的吸波材料。现在，吸波材料不仅用于军用隐身防御，还可以用于人体安全防护、电磁兼容或抗电磁干扰。电磁波污染已经成为第四大污染。

随着科学技术的发展，电磁污染来越严重，大大增加电磁辐射。对待电磁辐射，目前热门的方法是将电磁波吸收、损耗或将电磁能转化，即为本发明中吸波材料的原理。

高性能的吸波材料具备良好的阻抗匹配即较低的反射率并能将电磁波通过电损耗及磁损耗转化为内能。随着吸波材料这项技术的发展，单一的吸波剂不能满足目前电磁波吸收、干涉的综合需求，复合吸波剂成为发展趋势。核壳结构的吸收剂具有特殊的电子结构和表面性质，通过两种微粒在微纳米级别的有效复合，能够兼具两者的物化特性，充分发挥协同效应，从而得到一种新型的复合吸收剂。从整体来看，吸波材料应满足吸波能力强、厚度较薄、吸收频带宽、质量小。不仅如此，还要能满足耐高温、耐腐蚀、成本低廉等要求。

铁氧体为一种双复介质的传统吸波材料，其吸波原理既有磁损耗和介电损耗两种作用，介电损耗通过极化效应，在磁损耗方面主要是自然共振因，而具有良好的吸波性能。铁氧体吸波材料具有吸收频段高、反射率较低、匹配厚度薄等优点。球形α-Fe₂O₃的微观结构是零维的，反射方向不单一，可以更好地损耗电磁波、减小反射波被雷达监测到。Fe₂O₃在铁的氧化物不会再被氧化，所以稳定、易得且价格低廉。

聚苯胺(PANI)是一种导电聚合物，具有共轭π电子。PANI可以增大与其复合的吸波材料界面面积，增强界面极化，调节材料的磁导率和介电常数。使材料能够达到最大的反射损耗。

纳米SiO₂的密度低、具有一定介电常数。将纳米SiO₂与α-Fe₂O₃复合，可以有效降低吸波材料密度、提高吸波性能。

发明内容