[发明专利]纳米碳基电磁屏蔽材料的制备方法

说明书

一种纳米碳基电磁屏蔽材料的制备方法，属于功能材料技术领域。该纳米碳基电磁屏蔽材料的制备方法包括以下步骤：S1，将纳米碳材料粉体与磁介质材料粉体混合均匀，装入石墨模具中压实；之后连同石墨模具置于SPS设备样品舱内；S2，样品舱内抽真空，于真空条件下，石墨压头下压；石墨压头与石墨模具之间采用Pt金属管密封；S3，通入直流脉冲电流，使得磁介质材料气化后均匀分布于密闭石墨模具空间内；S4，断开电源，向样品舱内通入冷却氩气，得到纳米碳‑纳米磁介质复合且均匀分散的电磁屏蔽材料。本发明具有简单、易操作的优点，可实现规模化生产。

技术领域

本发明涉及的是一种功能材料领域的技术，具体是一种纳米碳基电磁屏蔽材料的制备方法。

背景技术

随着现代电子工业的快速发展，急剧增加的各种无线通信系统和高频电子器件导致电磁干扰现象和电磁辐射污染问题日益突出。电磁屏蔽材料能够通过吸收和反射的方式衰减电磁波能量以有效抑制电磁干扰和电磁辐射污染，在保护设备正常工作和人类健康方面发挥着极其重要的作用。和传统金属基材料相比，导电复合材料用于电磁屏蔽具有轻质、易加工、耐化学腐蚀和性能可调的优势，已被学术界和工业界广泛关注。

纳米碳具备超高的力学性能和导电性能，研究人员通常将纳米碳和磁性金属材料复合制备高性能新型材料。但是，纳米碳和金属复合的方法仍然存在很多难题：1)金属颗粒大、分布不均匀；2)纳米碳和金属基底界面结合性较差；3)无法实现大批量、集成化、规模化的生产。

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明由此而来。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种纳米碳基电磁屏蔽材料的制备方法，通过在密封模具中对纳米碳材料与磁介质材料的混合粉体进行直流脉冲电流加热，使磁介质材料形成蒸气并均匀地沉积在纳米碳材料表面，形成纳米碳-纳米磁介质均匀分散复合的电磁屏蔽材料，该方法具有简单、易操作的优点，可实现规模化生产。

本发明涉及一种纳米碳基电磁屏蔽材料的制备方法，包括以下步骤：

S1，将纳米碳材料粉体与磁介质材料混合均匀，装入石墨模具中压实；之后连同石墨模具置于SPS设备样品舱内；

S2，样品舱内抽真空，于真空条件下，石墨压头下压；石墨压头与石墨模具之间采用Pt金属管密封；

S3，通入直流脉冲电流，以600～1000℃/min升温速率将混合物加热至磁介质材料气化温度，使得磁介质蒸气均匀分布于密闭石墨模具空间内；

S4，断开电源，向样品舱内通入冷却氩气，以200～600℃/min的降温速率对石墨模具内部进行冷却，在此过程中磁介质纳米颗粒沉积在碳纳米材料表面，形成纳米碳-纳米磁介质均匀分散复合的电磁屏蔽材料。

在一些技术方案中，Pt金属管外径10～15mm，壁厚3～5mm，闭合环绕在石墨压头头部；在石墨压头的挤压下，Pt金属管外变形并镶嵌在石墨压头与石墨模具之间，保证石墨模具内的气密性。

优选地，纳米碳材料包括纳米碳管、石墨烯、纳米碳纤维、纳米碳球中至少一种。

优选地，磁介质包括银、铜、钕、铁、硼、钴、镍中至少一种的单质或合金。

步骤S1中，纳米碳材料与磁介质粉体在氩气气氛保护下球磨混合均匀。

步骤S1中，纳米碳材料粉体与磁介质材料粉体的摩尔比为1：0.1-1，压实后的混合粉体密度大于1.0g/cm³。

步骤S3中，直流脉冲电流：电压5～10V，电流1～80kA，脉冲开/关时间比为12ms/6ms，通电时间5～30s。

在步骤S3中，真空度5～10Pa；通过红外测温系统对测温点进行测温，石墨模具内的温度1000～2500℃。

技术效果