燃烧型等离子体电磁毁伤云团及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种燃烧型等离子体电磁毁伤云团及其制备方法和应用，将磁性CoNi通过原位反应负载于片层石墨烯表面形成CoNi包覆石墨烯核壳结构，引入碳纳米管得到三元吸波复合材料，然后将所得吸波复合材料与邻苯二甲酸酐、环氧树脂、金属粉末和聚四氟乙烯等按照一定比例通过球磨机均匀混合得到可燃性混合物，将所得混合物在发烟罐中点燃形成大范围等离子体电磁干扰云团，通过对目标信号电磁波的吸收与屏蔽实现对敌方武器装备的云毁伤。屏蔽实现对敌方武器装备的云毁伤。屏蔽实现对敌方武器装备的云毁伤。

【技术实现步骤摘要】
燃烧型等离子体电磁毁伤云团及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于电磁毁伤
，涉及一种燃烧型等离子体电磁毁伤云团及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]为了应对战争中逐渐广泛使用的各种精确制导武器，对于电磁干扰云团遮蔽能力的要求也从可见光波段拓展到中、远红外、X波段等。虽然当前广泛使用的赤磷、六氯乙烷等配方产生的干扰云团在可见光和近红外波段有较好的遮蔽效果，但在3～5μm和8～14μm的红外波段和X波段等频段干扰效果差，并且存在环境污染大、不易储存和运输等缺陷。因此，设计与开发具有高效屏蔽能力的燃烧型电磁干扰药剂配方具有重要意义。
[0003]相对于金属基电磁屏蔽材料，石墨、炭黑、碳纤维、碳纳米管、石墨烯等碳系材料具有低密度、高电导率的优点，在吸波和电磁屏蔽材料方面应用广泛。然而，碳材料磁性和阻抗匹配性能较差，电磁屏蔽性能的很大一部分源于反射损耗，这会导致电磁波的二次污染。将碳材料与磁性材料相结合形成磁电耦合型复合材料能够大幅度提高材料的吸波与电磁屏蔽性能。以燃烧型烟火药剂配方为基础，引入磁电耦合型复合材料，经燃烧反应在目标作用范围内形成大面积覆盖的等离子体，通过对电磁波信号的吸收与屏蔽致使敌方武器装备指挥失控丧失战斗力，实现目标的云毁伤对于信息作战具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术涉及一种燃烧型等离子体电磁毁伤云团及其制备方法和应用，以燃烧型药剂配方为基础，引入磁电耦合型石墨烯/CoNi复合材料和碳纳米管，通过燃烧反应在空气中形成大范围等离子体云团对电磁波形成高效吸收和屏蔽作用实现对于机动性目标的云毁伤效果，有望在信息作战领域发挥重要作用。
[0005]本专利技术是通过下述技术方案实现的。
[0006]一种燃烧型等离子体电磁毁伤云团，纸币方法的步骤如下：
[0007]步骤一、将0.1～0.3mol的CoCl2.6H2O和0.1～0.3mol的NiCl2.6H2O均匀混合于100mL乙二醇中，磁力搅拌10～30min使其均匀混合；
[0008]步骤二、向步骤一所得溶液中加入1～5g石墨烯搅拌直至均匀混合后滴加3～5ml水合肼和5～20ml聚乙二醇，置于高压反应釜中在160～200℃反应10～15小时；
[0009]步骤三、向步骤二所得混合溶液中加入2～4g碳纳米管在常温下反应2～5h，经过滤、洗涤和干燥得到CoNi/石墨烯/碳纳米管三元吸波复合材料；
[0010]步骤四、将鳞片状邻苯二甲酸酐在烘箱中干燥后采用球磨机以300r/min的转速将其磨成微米级粉末，然后将10～30g三元吸波复合材料、40～50g邻苯二甲酸酐粉末、5～10g环氧树脂、10～25g铝粉、15～20g镁粉、2～8g硼粉和25～40g聚四氟乙烯放入球磨机以50r/min的转速混合3h得到分布均匀的混合物；
[0011]步骤五、将步骤四所得混合物在80～100℃条件下干燥2～3h后放入发烟罐中点燃
得到等离子体电磁干扰云团。
[0012]优选的，所述铝粉、镁粉、硼粉的粒径为10～20μm，所述聚四氟乙烯的分子量为5000～20000。
[0013]优选的，所述石墨烯为平均粒径微米级的多层石墨烯；所述碳纳米管的长径比为30～50。
[0014]优选的，所述球磨工艺中钢球和物料的质量比为4：1。
[0015]优选的，所述CoCl2.6H2O和NiCl2.6H2O的摩尔比为1：1。
[0016]本专利技术将所得混合物在发烟罐中点燃形成大范围等离子体电磁干扰云团，通过对目标信号电磁波的吸收与屏蔽实现对敌方武器装备的云毁伤。所述燃烧型复合药剂的量级包括克量级、百克量级和公斤级。
[0017]本专利技术有益效果：
[0018](1)本专利技术所得CoNi/石墨烯/碳纳米管三元复合材料具有良好的吸波和电磁屏蔽性能，反射损耗低于
‑
10dB的吸收宽度高达6.4GHz，对于532nm激光的透过率接近于0％，在X波段的屏蔽效能最高可达46dB。石墨烯具有良好的导电性，将磁性CoNi负载于石墨烯形成的核壳复合结构有利于电磁波的介电损耗、磁损耗和电阻损耗；石墨烯的层状结构有利于电磁波的多重反射吸收与衰减，具有较大长径比的碳纳米管促进了复合材料导电网络的形成，有效地增强了电磁波的衰减。
[0019](2)本专利技术采用金属粉末、聚四氟乙烯以及邻苯二甲酸酐为主要原料制备燃烧型药剂，其在燃烧过程中不产生有害气体，可以减少对环境的负担。将燃烧型药剂与碳基吸波材料复合并点燃，形成具有较长滞空时间的大范围等离子体，通过对电磁信号的遮蔽与阻断实现对于敌方武器装备的云毁伤属于一种新型作战方式，体现出制敌而不受制于敌的非对称优势。
附图说明
[0020]图1是基于实施例1所制备的CoNi/石墨烯/碳纳米管三元复合材料的SEM图片。
[0021]图2是基于实施例2所制备的CoNi/石墨烯/碳纳米管三元复合材料的TEM图片。
[0022]图3是基于实施例3所形成的等离子体电磁干扰云团的效果照片。
具体实施方式：
[0023]为了对本专利技术的技术特征有更加清楚的理解，现对本专利技术的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本专利技术的可实施范围的限定。
[0024]实施例1
[0025](1)将0.1mol的CoCl2.6H2O和0.1mol的NiCl2.6H2O混合于100mL乙二醇中磁力搅拌20min使其均匀混合，向所得溶液中加入5g石墨烯搅拌直至均匀混合后滴加3ml水合肼和10ml聚乙二醇，然后将其置于高压反应釜中在160℃条件下反应10h；
[0026](2)向所得混合溶液中加入3g碳纳米管在常温下反应2h，经过滤、洗涤、干燥得到CoNi/石墨烯/碳纳米管三元吸波复合材料；
[0027](3)将鳞片状邻苯二甲酸酐干燥后采用球磨机以300r/min的转速将其磨成微米级粉末，然后将10g三元吸波复合材料、40g邻苯二甲酸酐粉末、5g环氧树脂、10g铝粉、15g镁
粉、5g硼粉和30g聚四氟乙烯放入球磨机以50r/min的转速混合3h得到分布均匀的混合物并在80℃条件下干燥2h；
[0028](4)将10g所得混合物后放入发烟罐中点燃得到等离子体电磁干扰云团。
[0029]图1是基于实施例1所制备的CoNi/石墨烯/碳纳米管三元复合材料的SEM图片。所得等离子体电磁干扰云团的有效滞空时间为20s，反射损耗低于
‑
10dB的吸收宽度为3.5GHz，对于532nm激光的平均透过率为3％，在X波段的平均屏蔽效能为22dB。
[0030]实施例2
[0031](1)将CoCl2.6H2O和NiCl2.6H2O以摩尔比1:1均匀混合于100mL乙二醇中磁力搅拌20min使其均匀混合，向所得溶液中加入5g石墨烯搅拌直至均匀混合后滴加3ml水合肼和10ml聚乙二醇，然后将其置于高压反应釜中在160℃条件下反应10h；
[0032](2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.燃烧型等离子体电磁毁伤云团的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将0.1～0.3mol的CoCl2.6H2O和0.1～0.3mol的NiCl2.6H2O均匀混合于100mL乙二醇中，磁力搅拌10～30min使其均匀混合；步骤二、向步骤一所得溶液中加入石墨烯搅拌直至均匀混合后滴加水合肼和5～20ml聚乙二醇，置于高压反应釜中在160～200℃反应10～15小时；步骤三、向步骤二所得混合溶液中加入碳纳米管在常温下反应2～5h，经过滤、洗涤和干燥得到CoNi/石墨烯/碳纳米管三元吸波复合材料；步骤四、将鳞片状邻苯二甲酸酐在烘箱中干燥后采用球磨机以300r/min的转速将其磨成微米级粉末，然后将三元吸波复合材料、邻苯二甲酸酐粉末、环氧树脂、铝粉、镁粉、硼粉和聚四氟乙烯放入球磨机以50r/min的转速混合3h得到分布均匀的混合物；步骤五、将步骤四所得混合物在80～100℃条件下干燥2～3h后放入发烟罐中点燃得到等离子体电磁干扰云团。2.根据权利要求1所述的燃烧型等离子体电磁毁伤云团的制备方法，其特征在于：步骤四中，原料按照以下比例配置：...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚嫒嫒，束庆海，邹浩明，吴启才，于宪锋，王健，施瑞，
申请(专利权)人：北京含能先锋新材料科技有限公司北京华屹先锋特种装备有限公司，
类型：发明
国别省市：