调控多晶铁纤维电磁参数的方法技术

本发明专利技术涉及矿物材料利用和微波吸收领域，公开了一种调控多晶铁纤维电磁参数的方法，将经氨水溶液处理过的多晶铁纤维置于含阳离子聚合物的溶液中；然后将此改性后的多晶铁纤维置于纳米凹凸棒石溶液中，不断搅拌，静置，使纳米凹凸棒石悬浮液与多晶铁纤维分层，用吸管吸去悬浮液后，反复冲洗，除去多余的纳米凹凸棒石，最后得到纳米凹凸棒石包覆多晶铁纤维；得到的试样真空干燥；取一部分上面得到的干燥后的多晶铁纤维，重复前面步骤，直至得到表面包覆均匀的多晶铁纤维。本发明专利技术以天然的纳米凹凸棒石为包覆层，采用简易的层叠层技术，工艺简单，避免了繁琐的工艺和大量溶剂的使用，实现了纳米凹凸棒石包覆多晶铁纤维的低成本绿色环保制备。

【技术实现步骤摘要】
调控多晶铁纤维电磁参数的方法
本专利技术涉及矿物材料利用和微波吸收
，特别涉及一种调控多晶铁纤维电磁参数的方法。
技术介绍
多晶铁纤维是一种轻质的新型吸收剂。利用多晶铁纤维制备的吸波材料可在很宽的频带内实现高效吸收，并且材料的密度也较小，在微波吸收领域具有广阔的应用前景。但是，多晶铁纤维其表面电阻率很低，介电常数值远大于磁导率，阻抗匹配特性较差，限制了其在微波吸收领域的实际应用。研究者们在调控多晶铁纤维吸波材料的磁导率和介电常数方面做了大量的工作，但是处理过程较为繁琐、工艺相对复杂，所用的原料价格昂贵，并且处理后的纤维磁导率往往都会降低，这会大大降低纤维的阻抗匹配特性，因此调控效果不明显。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种调控多晶铁纤维电磁参数的方法，以天然纳米凹凸棒石为表面处理剂，多晶铁纤维为吸收剂，采用层叠层技术，制备ATP@Fe复合吸波材料，实现ATP@Fe的低成本绿色环保制备，避免了复杂工艺以及大量溶剂的使用，减少了后续处理过程，经济环保。技术方案：本专利技术提供了一种调控多晶铁纤维电磁参数的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将氨水处理后的多晶铁纤维置于含阳离子聚合物PDDA的氯化钠溶液中；S2：将改性后的多晶铁纤维置于纳米凹凸棒石的氨水溶液中，并不断搅拌，静置一段时间，使纳米凹凸棒石悬浮液与多晶铁纤维分层，用吸管吸去悬浮液后，用氨水溶液反复冲洗，除去多余的纳米凹凸棒石，最后得到纳米凹凸棒石包覆的多晶铁纤维ATP@Fe；S3：真空干燥所述ATP@Fe；S4：取一部分包覆一次纳米凹凸棒石后的多晶铁纤维，重复特征步骤S1至S3，直至得到包覆均匀的ATP@Fe。优选地，在所述S1中，所述阳离子聚合物为含PDDA为0.5%的1mol/L的氯化钠溶液。优选地，在所述S1中，多晶铁纤维与阳离子聚合物的质量比为1:0.03～0.06。优选地，在所述S2中，改性后的多晶铁纤维与纳米凹凸棒石的质量比为1:0.25～0.75。优选地，在所述S3中，所述真空干燥的温度为50℃，干燥的时间为4～24h。原理及有益效果：为了降低成本和简化制备工艺，本专利技术将导电性较低的纳米凹凸棒石对多晶铁纤维进行表面包覆来调控多晶铁纤维的电磁参数，有以下优势：一方面，纳米凹凸棒石的导电性小于多晶铁纤维，采用适宜的手段和方法使得纳米凹凸棒石在多晶铁纤维表面包覆，形成一层均匀包覆层，提高多晶铁纤维的表面电阻率，阻断多晶铁纤维之间的导电通路，多晶铁纤维的介电常数将会降低，多晶铁纤维材料的电磁参数将会得到有效调控。另一方面，纳米凹凸棒石本身也是一种吸波性能优良的新型吸收剂。因此，纳米凹凸棒石在多晶铁纤维表面的包覆不仅能有效调控多晶铁纤维的电磁参数，而且，纳米凹凸棒石和多晶铁纤维的复合有望产生新的损耗机制，进而提高多晶铁纤维的吸波性能。再者，本专利技术采用天然易得的纳米凹凸棒石做为包覆层，降低了成本。采用的包覆技术简单易操作，不涉及大量溶剂的使用，经济环保，实现了ATP@Fe的低成本绿色制备。本专利技术的制备原理如下：首先对多晶铁纤维进行处理使其表面带有正电荷，天然纳米凹凸棒石表面本身就带有大量的负电荷，由于两者之间较强的静电吸引作用，纳米凹凸棒石可在多晶铁纤维的表面进行静电吸附，通过控制吸附过程的时间和次数，得到被纳米凹凸棒石包覆的多晶铁纤维。本专利技术与现有表面包覆技术相比，有以下优势：1）利用天然的纳米凹凸棒石替代了价格昂贵的碳化硅等合成原料，实现ATP@Fe的低成本、绿色环保制备。2）纳米凹凸棒石由于其自身的纳米效应和带电性，能将电磁能有效地转化为热能而耗散掉，所以纳米凹凸棒石也是一种吸波性能优良的新型吸收剂。将天然的纳米凹凸棒石包覆到多晶铁纤维的表面，纳米凹凸棒石和多晶铁纤维之间的相互作用会产生新的损耗机制，进而会优化多晶铁纤维的吸波性能。在目前国内外的论文、专利等文献中均没有人将纳米凹凸棒石做为包覆层在多晶铁纤维的改性处理中使用，而本申请人将天然易得的纳米凹凸棒石作为包覆层使用，不仅能够有效调控多晶铁纤维的电磁参数，而且有效降低了制备表面包覆的多晶铁纤维的成本。3）本专利技术采用层叠层技术，该项技术简单易操作，不涉及大量溶剂的使用，减少了后续处理过程，经济环保。4）本专利技术中阳离子聚合物的浓度，多晶铁纤维、阳离子聚合物的质量比的选取是申请人通过大量的实验得到，既能保证足够多的阳离子聚合物对多晶铁纤维的表面包覆起到导向作用，又能保证阳离子聚合物不至于太多而抑制包覆过程的进行。附图说明图1为多晶铁纤维、纳米凹凸棒石、ATP@Fe的XRD图谱；图2为多晶铁纤维、ATP@Fe的SEM照片；图3为多晶铁纤维、ATP@Fe的介电常数实部(a)；虚部(b)；磁导率实部(c)；虚部(d)。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细的介绍。实施方式1：将0.2g多晶铁纤维置于PH=9.5的氨水溶液中约0.5h，随后离心分离；将分离产物置于20ml含阳离子聚合物PDDA0.5%的1mol/lNaCl溶液中约0.5h，使表面带正电，取出后用氨水溶液反复冲洗5次，除去多余的PDDA；将改性后的多晶铁纤维置于20ml纳米凹凸棒石（0.05g）的氨水溶液（先超声分散30min）中0.5h，不断搅拌，静止2h，使纳米凹凸棒石悬浮液与多晶铁纤维分层，用吸管吸去悬浮液后，加入pH=9.5的氨水反复冲洗3-4次，除去多余的纳米凹凸棒石，最后得到ATP@Fe；得到的试样50℃真空干燥12h；取一部分上面得到的干燥后的多晶铁纤维，重复前面步骤，直至得到表面包覆均匀的多晶铁纤维。实施方式2：将0.2g多晶铁纤维置于PH=9.5的氨水溶液中约0.5h，随后离心分离；将分离产物置于20ml含阳离子聚合物PDDA0.5%的1mol/lNaCl溶液中约0.5h，使表面带正电，取出后用氨水溶液反复冲洗5次，除去多余的PDDA；将改性后的多晶铁纤维置于20ml纳米凹凸棒石（0.10g）的氨水溶液（先超声分散30min）中0.5h，不断搅拌，静止2h，使纳米凹凸棒石悬浮液与铁纤维分层，用吸管吸去悬浮液后，加入pH=9.5的氨水反复冲洗3-4次，除去多余的纳米凹凸棒石，最后得到ATP@Fe；得到的试样50℃真空干燥12h；取一部分上面得到的干燥后的多晶铁纤维，重复前面步骤，直至得到表面包覆均匀的多晶铁纤维。附图1中（b）为本实施方式所得ATP@Fe产品的XRD图谱，可以看出产品的XRD图谱既保留了多晶铁纤维的衍射峰，同时也出现了纳米凹凸棒石的衍射峰，分别是8。,35。,40。的衍射峰，说明ATP@Fe产品中既有多晶铁纤维又有纳米凹凸棒石。附图2（b）为所得ATP@Fe产品的SEM照片，电镜照片表明纳米凹凸棒石已经在多晶铁纤维表面实现了成功包覆。附图3为所得ATP@Fe产品的电磁参数随频率的变化曲线，由结果可知，ATP@Fe产品的介电常数实部和虚部较纯多晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种调控多晶铁纤维电磁参数的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：将氨水处理后的多晶铁纤维置于含阳离子聚合物PDDA的氯化钠溶液中；/nS2：将改性后的多晶铁纤维置于纳米凹凸棒石的氨水溶液中，并不断搅拌，静置一段时间，使纳米凹凸棒石悬浮液与多晶铁纤维分层，用吸管吸去悬浮液后，用氨水溶液反复冲洗，除去多余的纳米凹凸棒石，最后得到纳米凹凸棒石包覆的多晶铁纤维ATP@Fe；/nS3：真空干燥所述ATP@Fe；/nS4：取一部分包覆一次纳米凹凸棒石后的多晶铁纤维，重复特征步骤S1至S3，直至得到包覆均匀的ATP@Fe。/n

【技术特征摘要】
1.一种调控多晶铁纤维电磁参数的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将氨水处理后的多晶铁纤维置于含阳离子聚合物PDDA的氯化钠溶液中；
S2：将改性后的多晶铁纤维置于纳米凹凸棒石的氨水溶液中，并不断搅拌，静置一段时间，使纳米凹凸棒石悬浮液与多晶铁纤维分层，用吸管吸去悬浮液后，用氨水溶液反复冲洗，除去多余的纳米凹凸棒石，最后得到纳米凹凸棒石包覆的多晶铁纤维ATP@Fe；
S3：真空干燥所述ATP@Fe；
S4：取一部分包覆一次纳米凹凸棒石后的多晶铁纤维，重复特征步骤S1至S3，直至得到包覆均匀的ATP@Fe。


2.根据权利要求1所述的一种调控多晶铁纤维电磁参数的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵丹丹，蒋金龙，刘静，裘倩倩，赵珊，沈杰，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32