[发明专利]一种基于Fe4

说明书

本发明公开了一种Fe₄N@PANI纳米复合吸波材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：步骤一、将三价铁盐溶于有机溶剂中，油浴加热回流获得含铁离子溶胶；步骤二、将步骤一中获得的含铁离子溶胶陈化获得凝胶；步骤三、将步骤二中获得的凝胶高温煅烧获得粒径均匀的球形γ‑Fe₂O₃粉末并研磨备用；步骤四、将γ‑Fe₂O₃粉末在真空管式炉中，氮气氛围下升温至500‑550℃，转化为在氨气下保温一定时间，再氮气保护降至室温，得到Fe₄N粉末；步骤五、利用原位聚合法将聚苯胺包覆Fe₄N纳米颗粒，得到Fe₄N@PANI纳米复合吸波材料。本发明还公开了上述方法制备获得的Fe₄N@PANI纳米复合吸波材料及其在吸波材料制备中的应用。

技术领域

本发明属于新型功能材料技术领域，涉及一种基于Fe₄N制备Fe₄N@PANI纳米复合吸波材料的方法。

背景技术

随着电子通讯技术的快速发展和应用，电磁波技术及反电磁波技术被广泛使用。无论是在军事中侦查、隐身技术，或是在日常生活中通讯、电磁波防护。吸波材料在对电磁波吸收、损耗方面表现优异。吸波材料将电磁波反射、吸收转化为其他形式能量进行损耗，如热能。

Fe₄N是一种电子陶瓷材料，具有较高的导电率，稳定的机械性能和化学性能。作为介电损耗型吸波材料，其内部不存在自由载流子，故不会形成感应电流。这类吸波材料的吸波作用为产生极化现象，在外加交变电场下，随着电场周期变化，材料内部的极化行为变化跟不上外场变化，产生极化弛豫，伴随电磁波衰减。但是，单纯的一类吸波材料存在很多不足，往往是阻抗匹配特性与衰减特性之间不能同时兼备，吸收频段窄，材料热稳定性差等。故为了改善材料的吸波性能和其他不足，采用多种吸波机理材料进行复合，不仅可以优化吸波材料的阻抗匹配，还能在不同材料之间产生界面极化效应。

聚苯胺(PANI)属于导电高分子聚合物，其存在原料易得、制备方法简单、密度小等优点。将PANI与无机金属材料复合，可以改善无机金属材料密度过大、结构单一、吸波频段窄等缺点，体现出PANI、无机金属共同协作优势：丝滑易加工、增大无机材料分散性、比表面积等。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种基于Fe₄N制备Fe₄N@PANI纳米复合吸波材料的方法。基于一种以介电损耗、磁损耗为吸波机理的介电陶瓷吸波材料Fe₄N为单体，采用原位聚合法将单体与导电高分子聚合物聚苯胺(PANI)复合构造界面极化效应的界面，以提高吸波性能和增加有效吸波频宽。

本发明提供了一种Fe₄N@PANI纳米复合吸波材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

步骤一、将三价铁盐溶于有机溶剂中，油浴加热回流获得含铁离子溶胶；

步骤二、将步骤一中获得的含铁离子溶胶陈化获得凝胶；

步骤三、将步骤二中获得的凝胶高温煅烧获得γ-Fe₂O₃粉末并研磨备用；

步骤四、将步骤三所述的γ-Fe₂O₃粉末在真空管式炉中，氮气氛围下升温至500-550℃，转化为在氨气下保温一定时间，再氮气保护降至室温，得到Fe₄N粉末；

步骤五、利用原位聚合法将聚苯胺包覆Fe₄N纳米颗粒，得到Fe₄N@PANI纳米复合吸波材料。