[发明专利]一种Cu/C复合材料作为电磁波吸收材料的应用

说明书

本发明属于电磁波吸收材料技术领域，具体涉及一种Cu/C复合电磁波吸收材料的制备方法及其应用。所述Cu/C复合材料具有多孔结构，其由多面体碳基底和Cu纳米颗粒组成，所述Cu纳米颗粒均匀负载在碳基底上。本发明以金属有机骨架材料作为前驱体，经高温碳化直接合成Cu/C复合材料，并将其应用于电磁波吸收材料。经试验验证，此复合材料作为电磁波吸收材料能够同时拥有强损耗能力和良好的阻抗匹配特性，而且，该方法制备的Cu/C复合材料用于电磁波吸收具有匹配厚度薄、吸收强度强等优点，同时，该复合材料制备工艺简单，解决了现有的铜碳基电磁波吸收材料高性能与简工艺不可兼得的问题，具有良好的实际应用价值。

技术领域

本发明属于电磁波吸收材料技术领域，具体涉及一种Cu/C复合材料作为电磁波吸收材料的应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

近年来，各种电子设备以及高频通讯技术的发展使电磁污染问题越来越严重，电磁波吸收材料在电子设备的电磁兼容与抗电磁干扰等方面发挥了重要作用，因此引起了人们的广泛研究。吸波材料通过将入射到材料内部的电磁波转化为热能而将其耗散，从而发挥吸波材料的作用。

按照损耗类型，吸波材料分为磁损耗型材料和介电损耗型材料。介电损耗材料由于其化学性质稳定、成本低、介电损耗能力强等优点而越来越受到人们的关注。其中，碳材料质量轻、原材料丰富，具有良好的电导特性，表现出了强损耗能力。在前期的研究中，碳纤维、碳纳米管、石墨烯等高长径比、高比表面积的碳材料被广泛应用于吸波领域，并取得了良好的吸波性能。但其制备方法复杂、成本高等缺点也限制了其进一步的发展。近年来，由高分子材料、生物质等碳化衍生得到碳质吸波材料获得了很大的进展，此制备工艺简单、产量大。但是单一组分的碳材料难以实现阻抗匹配与衰减能力的平衡。

构建复合材料来调节电磁参数是一种获得优异吸波性能的有效途径。高电导率材料(Ag、Cu等)由于其可以对电磁波产生强反射而被用作电磁屏蔽材料。根据自由电子理论：ε″＝σ/2πfε₀，在吸波材料中，材料的介电损耗能力与电导率成正比。在高电导率材料中，Cu价格便宜，储量丰富，铜基复合材料还具备低的渗透阈值和高导电性，使其具备成为优质吸波材料的潜在力价值，因此，将Cu与碳材料复合有望实现吸波性能的提升。现有技术中公开了一种Cu₂O/PPy核壳纳米线作为微波吸收材料，其虽然能够具有优异的带宽，但微波吸收效果较差；现有技术还公开了一种Cu/C/Co复合吸波材料，该材料可以实现优异的反射损耗性能，且通过改善阻抗匹配和增强传导损耗几乎可以覆盖整个Ku波段，但需要额外引入Co元素，制备工艺较为复杂。综上，铜碳基电磁波吸收材料还仍需进一步的探索优化。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种Cu/C复合材料作为电磁波吸收材料的应用，本发明以金属有机骨架材料作为前驱体，经高温碳化直接合成Cu/C复合材料，并将其应用于电磁波吸收材料。经试验验证，此复合材料作为电磁波吸收材料能够同时拥有强损耗能力和良好的阻抗匹配特性，而且，该方法制备的Cu/C复合材料用于电磁波吸收具有匹配厚度薄、吸收强度强等优点，同时，相对于现有的电磁波材料制备工艺，该复合材料制备过程更加简单，解决了现有的铜碳基电磁波吸收材料高性能与简工艺不可兼得的问题，具有良好的实际应用价值。

具体的，本发明涉及以下技术方案：

本发明的第一个方面，提供一种Cu/C复合材料作为电磁波吸收材料的应用；

所述Cu/C复合材料具有多孔结构，其由多面体碳基底和Cu纳米颗粒组成，所述Cu纳米颗粒均匀负载在碳基底上。

本发明的第二个方面，提供一种电磁波吸收材料，所述电磁波吸收材料包括上述Cu/C复合材料。

本发明的第三个方面，提供一种电磁波吸收体，所述电磁波吸收体包含上述电磁波吸收材料和基体材料。