一种Sn纳米点@BN纳米球复合物及其应用制造技术

本发明专利技术涉及材料制备技术领域，公开了一种Sn纳米点@BN纳米球复合物及其应用。该Sn纳米点@BN纳米球复合物包括BN纳米球和Sn纳米点，所述Sn纳米点嵌入BN纳米球中，使用等离子体电弧法制备而成。本发明专利技术金属纳米材料在BN中分布均匀，有效发挥纳米材料的尺寸效应和界面效应。

Sn nano dot @BN nanospheres composite and its application

The invention relates to the technical field of material preparation, and discloses a Sn nanodot@BN nanosphere composite and its application. The Sn nanopoint@BN nanosphere composite comprises BN nanospheres and Sn nanospheres, which are embedded in BN nanospheres and prepared by plasma arc method. The metal nano-material of the invention is evenly distributed in BN, and effectively exerts the size effect and interface effect of the nano-material.

【技术实现步骤摘要】
一种Sn纳米点@BN纳米球复合物及其应用
本专利技术属于材料制备
，具体涉及一种Sn纳米点@BN纳米球复合物及其应用。
技术介绍
随着电磁技术的高速发展和电子元器件日趋小型化、高频化，各种频段的电磁波充斥着人们的生存空间，造成了严重的电磁污染，引起了世界各国的关注。电磁污染已经成为21世纪生态环境的首要物理污染。长期接受电磁辐射可使癌症发病率升高，严重影响人体健康。同时，电磁干涉也严重影响了电子电路和电子元器件的正常工作，造成无法挽回的经济损失和安全问题。为此，美国联邦通讯委员会制定了抗电磁干扰法规和“Tem-pest”技术标准。欧盟颁布了CE标准，规定一切电子设备必须达到电磁兼容标准才能投放市场。国际无线电抗干扰特别委员会(CISPR)制定了CISPR国际标准。同时，电磁兼容和电磁吸收已经成为我国电子产品在国际市场上竞争力的关键技术之一。电磁吸收材料通过电磁损耗将电磁波能量转化为其他形式能量，从而达到对电磁波的吸收和耗散。电磁吸收材料可以有效地解决电磁污染和电磁干扰。在众多的电磁吸收材料中，金属纳米-介电性纳米复合材料中存在着大量的异质界面，能够产生多重吸收和界面极化等电磁损耗机制，已经成为了世界各国的研究热点。BN由于具有价格低廉、高温强度大、抗氧化性强、耐磨损性好和热膨胀系数小等优良特性而得到广泛的应用。BN的起始氧化温度高于800oC,并且在高温下会形成B2O3保护层将会阻止金属材料进一步被氧化。BN的介电常数为5.16，将BN与金属材料复合，可提高其电磁吸收性能。国内很多学者致力于金属-BN复合材料的制备方法研究，简介如下：中国专利技术专利“零维纳米胶囊氮化硼包覆钴的制备方法”(专利200710157688.4)公开了一种零维纳米胶囊氮化硼包覆钴的制备方法。利用等离子体电弧法制备出BN包覆Co纳米胶囊，其为核壳结构，核为Co、CoB，壳为BN，BN外壳的厚度约为几个nm，纳米颗粒内核的尺寸约为30nm。中国专利技术专利“一种双壳层锡酸钡/氮化硼/镍纳米胶囊的制备方法”(专利201210497517.7)公开了一种双壳层锡酸钡/氮化硼/镍纳米胶囊的制备方法。先利用等离子体电弧法制备出BN包覆Ni纳米胶囊的粒度为30~100nm,BN壳厚度为4~8nm;然后通过溶胶-凝胶法引入锡酸钡，作为最外层，最终形成双外壳的Ni纳米胶囊，外壳依次为BN和锡酸钡,其中锡酸钡壳的厚度为5~10nm。中国专利技术专利“一种用于合成气甲烷化反应的金属@BN核-壳结构纳米催化剂及其制备方法”(专利201510229155.7)公开了一种用于合成气甲烷化反应的金属@BN核-壳结构纳米催化剂及其制备方法，其微观结构为金属的纳米粒子担载于SiO2载体上，表面覆盖超薄BN层，具有核-壳结构，BN与金属纳米粒子的摩尔比即0.1~10。中国专利技术专利“氮化硼纳米片-银纳米颗粒复合材料的制备方法”(专利201310091632.9)公开了氮化硼纳米片-银纳米颗粒复合材料的制备方法，利用液相还原法制备了BN纳米片-Ag纳米颗粒复合材料，其中BN纳米片的直径约为0.5~3μm,厚度为2nm,Ag纳米颗粒尺寸在20~80nm。上述复合材料中BN厚度都处于10nm以下，金属纳米颗粒的直径大于20nm，而且金属纳米材料在BN中分布不均匀且呈现团簇现象。以上结构特征导致无法有效发挥纳米材料的尺寸效应与界面效应。因此需要开发一种新型金属纳米点@BN纳米复合物。经检索，Sn纳米点@BN纳米球复合物电磁吸收材料未见报道。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有技术金属纳米材料在BN中分布不均匀且呈现团簇现象问题，提供一种金属纳米材料在BN中分布均匀，有效发挥纳米材料的尺寸效应和界面效应的Sn纳米点@BN纳米球复合物。本专利技术还提供了一种Sn纳米点@BN纳米球复合物在吸波涂层中的应用。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种Sn纳米点@BN纳米球复合物，包括BN纳米球和Sn纳米点，所述Sn纳米点嵌入BN纳米球中，其中BN纳米球的直径直径为150～300nm，Sn纳米点的直径为1～3nm。作为优选，所述Sn纳米点@BN纳米球复合物的制备方法包括以下步骤：1）采用钨电极为阴极，锡-硼粉末块体为阳极靶材，阴极钨电极与阳极靶材锡-硼粉末块体之间保持2～30mm的距离；2）在阳极靶材周围放置液氮冷却壁，液氮冷却壁与阳极靶材之间保持5～10cm的距离，充入为氩气和氮气混合气体，然后经过电弧放电得到Sn纳米点@BN纳米球复合物。作为优选，所述步骤2）中电弧放电电压为10~40V。作为优选，所述步骤1）中锡-硼粉末块中锡所占的质量百分比为10～20%。作为优选，所述步骤2）中氩气的分压为0.01～0.5MPa，氮气气体的分压为0.1～3.0MPa。一种Sn纳米点@BN纳米球复合物在吸波涂层中的应用。作为优选，所述Sn纳米点@BN纳米复合物以40%～50%质量百分比的添加量加入到基体物质中制成吸波涂层。作为优选，所述基体物质为石蜡。作为优选，所述吸波涂层吸收电磁波频率范围为2～18GHz。因此，本专利技术具有如下有益效果：（1）金属纳米材料在BN中分布均匀，有效发挥纳米材料的尺寸效应和界面效应；（2）本专利技术制备过程条件简单，易于控制；（3）Sn纳米点和BN纳米球构成良好的电磁匹配，在2~18GHz频率范围内具有优良的电磁吸收能力，使Sn纳米点@BN纳米复合物对2~18GHz频率范围内电磁波具有较强的吸收效果。附图说明图1为本专利技术制备的Sn纳米点@BN纳米球复合物的X-射线衍射(XRD)图谱；图2为本专利技术制备的Sn纳米点@BN纳米球复合物的透射电子显微镜(TEM)图；图3为本专利技术制备的Sn纳米点@BN纳米球复合物的高分辨透射电子显微镜图；图4为本专利技术实施例1制得材料的电磁吸收性能与频率的关系图；图5为本专利技术实施例2制得材料的电磁吸收性能与频率的关系图；图6为本专利技术实施例3制得材料的电磁吸收性能与频率的关系图；图7为本专利技术实施例4制得材料的电磁吸收性能与频率的关系图；图8为本专利技术实施例5制得材料的电磁吸收性能与频率的关系图。具体实施方式下面通过具体实施例，对本专利技术的技术方案做进一步说明。本专利技术中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的，实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。实施例1一种Sn纳米点@BN纳米球复合物，包括BN纳米球和Sn纳米点，所述Sn纳米点嵌入BN纳米球中。Sn纳米点@BN纳米球复合物的制备方法为：使用钨作阴极，所消耗阳极靶材的成分为纯锡粉与硼粉压成的锡-硼粉末块体，锡-硼粉末块中锡所占的质量百分比为10%，将锡-硼粉末块体放在通冷却水平台上，通水对炉体和阳极放置平台进行冷却；然后调整阴极钨电极与阳极靶材锡-硼粉末块体之间距离为30mm，再在阳极平台周围放置液氮冷却壁，液氮冷却壁与阳极靶材之间保持10cm的距离，然后通过抽真空系统把整个工作室抽至真空，通入氩气和氮气，氩气的分压为0.5MPa，氮气的分压为3.0MPa,接通直流电源，电压为40V。弧光放电过程中调节工作电流与电压保持相对稳定，在液氮冷却壁上获得Sn纳米点@BN纳米球复合物。如图1为本专利技术制备的Sn纳米点@BN纳米球复合物的X-射线衍射(XRD)图谱，根据JCPD本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Sn纳米点@BN纳米球复合物，其特征在于，包括BN纳米球和Sn纳米点，所述Sn纳米点嵌入BN纳米球中。

【技术特征摘要】
1.一种Sn纳米点@BN纳米球复合物，其特征在于，包括BN纳米球和Sn纳米点，所述Sn纳米点嵌入BN纳米球中。2.根据权利要求1所述的一种Sn纳米点@BN纳米球复合物，其特征在于，所述Sn纳米点@BN纳米球复合物的制备方法包括以下步骤：1）采用钨电极为阴极，锡-硼粉末块体为阳极靶材，阴极钨电极与阳极靶材锡-硼粉末块体之间保持2～30mm的距离；2）在阳极靶材周围放置液氮冷却壁，液氮冷却壁与阳极靶材之间保持5～10cm的距离，充入为氩气和氮气混合气体，然后经过电弧放电得到Sn纳米点@BN纳米球复合物。3.根据权利要求2所述的一种Sn纳米点@BN纳米球复合物，其特征在于，所述步骤2）中电弧放电电压为10~40V。4.根据权利要求2所述的一种Sn纳米点@BN纳米球复合物，其特征在于，所述步骤1）中锡-硼粉末...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘先国，余洁意，孙玉萍，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33