一种掺纳米氧化钛的水泥基复合吸波材料及制备方法，该复合吸波材料由纳米氧化钛、分散剂、硅酸盐水泥、和水组成，分散体系包括分散剂六偏磷酸钠和水，分散剂六偏磷酸钠占分散体系重量的质量百分比为０．３％－０．７％、水与干物料的比值也就是水灰比在０．３２－０．３８之间。制备步骤为：ａ．超声波制备纳米氧化钛的悬浮液，ｂ．掺纳米氧化钛的水泥基复合吸波材料的制备方法。本发明专利技术在传统水泥材料中掺入少量的纳米氧化钛吸波剂，使水泥基复合材料具有较好的吸波性能和力学性能，其经济成本增加不多，制备工艺简单可行。
Cement based composite wave absorbing material doped with nano titanium dioxide and preparation method
Cement-based composite absorbing a nano titanium oxide doped wave material and preparation method of the composite absorbing material is composed of nano titanium oxide, dispersing agent, Portland cement, and water, dispersion dispersing agent comprising six partial sodium phosphate and water dispersant sodium six partial percentage weight of 0.3% to disperse system 0.7%, the ratio of water and dry material is water cement ratio in 0.32 - 0.38. The preparation steps are as follows: the preparation of nano titanium dioxide suspension by A. ultrasonic wave and the preparation method of cement based composite absorbing material of B. doped nanometer titanium dioxide. The present invention in traditional cement materials doped with a small quantity of nano titania absorbing agent, cement-based composite has good absorbing property and mechanical property, the economic cost increase, the preparation process is simple and feasible.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑功能材料
技术介绍
水泥基复合吸波材料是在水泥或混凝土中掺入吸波剂而具有吸收电磁波功能 的一类新型材料。在民用方面，它即可以用来屏蔽电磁波对人体的辐射，达到净化电磁波污染环境的目的；还可以用来防止计算机中心的数据泄漏，起到保密作 用。在军事上，水泥基复合吸波材料可以起到干扰雷达探测目标、减弱回波信号， 使雷达无法探测到地面固定目标或探测精度明显降低，避免敌方的军事打击。用 于民用建筑物的水泥基吸波材料对电磁波的反射率达 5dB以上就具有实际使用 价值，用于地面军事目标的水泥基吸波材料对雷达波的反射率超过7dB也具备 工程应用价值。国外在上世纪90年代初就开始研究电》兹屏蔽水泥混凝土，其中以D.D. L. Chung为首的科研组研究了把细碳丝、钢回形针、胶状石墨、焦碳粉和不锈钢纤 维分别掺入水泥中制成的水泥基复合材料，这种水泥基复合材料在1.5 GHz以内 的屏蔽效能一般可以达到40 dB左右，但反射衰减只有2-4dB。近年来国内有些 学者也开展了这方面的研究工作，如杨海燕等人研究了掺钢纤维的水泥砂浆，在 2-18GHz频率范围内，该水泥砂浆试样的吸收率为4dB的带宽可达15. 28GHz，最 大吸收率为9. 8dB;赵彦波等人研究了掺有发泡型聚苯乙烯(EPS)的水泥基多孔 复合吸波材料，当EPS的填充率(体积分数)为60%、样品厚度为20 mra时，反 射率小于一IO dB的带宽达6 GHz,在18GHz最小反射率达-15. 27dB;许卫东等人 研究了铁氧体吸波剂掺入到水泥砂浆中的吸波性能，当铁氧体掺量为33% (质量 分数)、厚度为3mm时，在8-12GHz频段，最大反射率约 7dB、最小反射率达 15dB，说明铁氧体掺入到水泥砂浆中可提高材料的吸波性能。上述研究的水泥基屏蔽材料所屏蔽的电磁波频率几乎都在几十Hz到卜2GHz 内，这些水泥基屏蔽材料主要用于防止电磁信号的泄露和外部的电磁干扰，其对 电磁波的屏蔽效果较好，但对电磁波的吸收衰减和反射衰减较差；而所研究的水 泥基吸波材料的吸波性能不理想，且掺有铁氧体吸波剂的水泥基复合材料的力学 性能均有不同程度地降低，影响到实际应用。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本专利技术的目的是以纳米氧化钛作为吸波剂，通过超声 波分散使纳米氧化钬形成均匀的悬浮液，然后在机械搅拌下使纳米氧化钛的悬浮液和水泥混合均勻，经振动成型、养护制得水泥基复合吸波材料。本专利技术和具体技术方案如下采用超声波分散技术和机械搅拌方法制得掺纳米氧化钛的水泥基复合吸波材料。其组成特征是该复合吸波材料由纳米氧化钛、分散剂、硅酸盐水泥、和水 组成，干物料为纳米氧化钛和硅酸盐水泥，纳米氧化钬占干物料的重量百分比为 3%-7%、水泥占干物料的重量百分比为93%-97%。分散体系包括分散剂六偏磷酸 钠和水，分散剂六偏磷酸钠占分散体系重量的质量百分比为0.3%-0.7%、水与干 物料的比值也就是水灰比在0. 32-0. 38之间。该复合吸波材料的制备步骤和必要的工艺参数如下1 、超声波制备纳米氧化钛的悬浮液，称取一定量的六偏磷酸钠分散剂，按0. 3%-0. 7%的分散体系重量的质量百分 比计，溶于一定量的水中，保持分散体系的浓度在7. G%-10 / 之间，再称取3%-7 %的纳米氧化钛，倒入上述溶液中，置于超声波分散仪中，超声分散20-30分钟， 制得均匀的纳米氧化钛悬浮液。2 、掺纳米氧化钬的水泥基复合吸波材料的制备方法称取93°/ -97 %的42. 5#或32. 5'、 52. 5'硅酸盐水泥和一定量的水，使水与干物 料的比值即水灰比保持在0. 32—0. 38之间；把水泥置于搅拌灌中，开动搅拌，緩 慢加入纳米氧化钛的悬浮液和水，搅拌3—5分钟后把混合料倒入钢模中，然后置 于振动台上振动l-2分钟，抹平表面，在温度20。C-25°C、湿度为85-90 %的条件 下养护1天，拆模后继续在上述条件下养护28天，制得掺纳米氧化钬的水泥基复 合吸波材料。本专利技术在传统水泥材料中掺入少量的纳米氧化钛吸波剂，使水泥基复合材料 具有较好的吸波性能和力学性能，其经济成本增加不多，制备工艺简单可行。该 水泥基复合吸波材料在8-26. 5 GHz频率范围内的反射率基本上小于7 dB,最小 反射率达17.37 dB，反射率小于 10 dB的连续带宽达11 GHz。表明该水泥基 复合吸波材料在X ( 8-12. 5GHz )、 KU (12. 5-18GHz )和K (18-26. 5GHz )三个波段 内具有较好的兼容吸波性能，实现了宽频吸波功效；同时其力学性能与水泥净浆 相比提高了 12.6%和19. 1%,力学性能得到明显改善。 附图说明图1实施例试样的反射率测试图2 实施例试样的力学性能测试图。 具体实施例实例1:1 、超声波制备纳米氧化钛的悬浮液， 称取一定量的六偏磷酸钠分散剂按0. 5%的分散体系重量的质量百分比计，溶 于一定量的水中，保持分散体系的浓度在9. 0%，再称取5%的纳米氧化钛，倒入上述溶液中，置于超声功率为150 W、超声频率为40 KHz的超声波分散仪中，超 声分散25分钟，制得均匀的纳米氧化钛悬浮液。 2、掺纳米氧化钛的水泥基复合吸波材料的制备方法称取95%的42. 5*硅酸盐水泥和一定量的水，使水与千物料的比值即水灰比 保持在O. 35之间；把水泥置于搅拌灌中，开动搅拌，缓慢加入纳米氧化钛的悬浮 液和水，搅拌3分钟后把混合料倒入截面为180mmx 180ram、厚度为5-30mm的钢 模中，然后置于振动台上振动1分钟，抹平表面，在温度2(TC、湿度为90%的条 件下养护l天，拆模后继续在上述条件下养护28天，制得掺纳米氧化钛的水泥基复合吸波材料。3.把养护28d后的试样测试其在8=26. 5 GHz频率范围内的反射率和其抗折 与抗压强度，结果见图1和图2。从图1中试样的反射率可以看出水泥净浆试样的反射率均在 6 dB以上， 而掺纳米氧化钛的水泥基复合吸波材料的反射率基本上在 7 dB以下，其中反射 率小于 10 dB的连续带宽覆盖到13-24 GHz，最小反射率出现在16. 2 GHz处， 其值达 17.37 dB，体现出较好的宽频吸波性能。由图2中试样的力学性能可知养护28d后试样的抗折和抗压强度分别比水 泥净浆有不同程度的提高。权利要求1、一种掺纳米氧化钛的水泥基复合吸波材料，其组成特征是该复合吸波材料由纳米氧化钛、分散剂、硅酸盐水泥、和水组成，干物料为纳米氧化钛和硅酸盐水泥，纳米氧化钛占干物料的重量百分比为3％-7％、水泥占干物料的重量百分比为93％-97％。分散体系包括分散剂六偏磷酸钠和水，分散剂六偏磷酸钠占分散体系重量的质量百分比为0.3％-0.7％、水与干物料的比值也就是水灰比在0.32-0.38之间。2、 一种掺纳米氧化钛的水泥基复合吸波材料的制备方法，其特征是， 该复合吸波材料的制备步骤和工艺参数如下a、 超声波制备纳米氧化钛的悬浮液，称取一定量的六偏磷酸钠分散剂，按0. 3%-0. 7%的分散体系重量 的质量百分比计，溶于一定量的水中，保持分散体系的浓度在7.0% -10%之间，再称取3°/ -7%的纳米氧化钛，倒入上本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种掺纳米氧化钛的水泥基复合吸波材料，其组成特征是：该复合吸波材料由纳米氧化钛、分散剂、硅酸盐水泥、和水组成，干物料为纳米氧化钛和硅酸盐水泥，纳米氧化钛占干物料的重量百分比为３％－７％、水泥占干物料的重量百分比为９３％－９７％。分散体系包括分散剂六偏磷酸钠和水，分散剂六偏磷酸钠占分散体系重量的质量百分比为０．３％－０．７％、水与干物料的比值也就是水灰比在０．３２－０．３８之间。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：熊国宣，邓敏，徐玲玲，李澎，黄小明，唐明述，
申请(专利权)人：东华理工大学，南京工业大学，
类型：发明
国别省市：36[中国|江西]
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