宽频段雷达吸波型含能云毁伤材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开一种宽频段雷达吸波型含能云毁伤材料及其制备方法和应用，采用水热法制备CoNi合金纳米粒子，将其负载于膨胀石墨得到电磁耦合型吸波材料，继而通过溶剂

【技术实现步骤摘要】
宽频段雷达吸波型含能云毁伤材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于电磁毁伤材料
，涉及一种宽频段雷达吸波型含能云毁伤材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]现代电子侦察设备几乎涵盖了所有可利用的电磁波段，探测技术与预警系统的飞速发展使得发展非对称、颠覆性软毁伤技术成为军事装备体系中的重要研究方向，电磁对抗作为现代信息作战的重要手段不但可以压制和摧毁敌方武器装备，并且可以降低我方装备的被探测率以提高自身的生存率。在众多探测技术中，雷达探测是最有效和最普遍的探测技术之一，对其电磁信号的遮蔽和阻断要求材料在一定频率范围(如2～18GHz)内对电磁波强烈吸收，即具有低反射、高发射特性。
[0003]过渡金属元素镍、钴作为两种典型的磁性材料，具有优异的物理、化学和机械性能，CoNi合金是一种集耐磨损、耐腐蚀、抗氧化等多种优异性能于一体的高性能磁性吸波材料，对于低频电磁波具有良好的吸收效果；膨胀石墨是一种具有丰富孔隙结构并具有良好导电性的碳材料，其大的孔隙率为电磁波的吸收和多次反射衰减提供了场所，对于高频电磁波具有良好的吸收效果。将磁性CoNi与导电性膨胀石墨相结合不但可以达到低频电磁波和高频电磁波的有效吸收，还可以显著提升复合材料的阻抗匹配特性，使得入射电磁波可尽可能多地进入材料内部被损耗。
[0004]利用高能炸药将具有宽频段吸波效能的复合材料进行定向起爆，使其形成大范围均匀分散的电磁干扰云团以实现对于雷达信号的高效吸收与衰减，达到对于目标大尺度、长时间、低成本的云毁伤效果尚未见有公开报道。

技术实现思路

[0005]本专利技术涉及宽频段雷达吸波型含能云毁伤材料及其制备方法和应用，获得磁电耦合型宽频段CoNi/膨胀石墨复合吸波材料，继而将高能炸药RDX插层于CoNi/膨胀石墨得到复合含能材料并将其定向引爆使得吸波材料大范围均匀分散以形成电磁干扰云团，实现对于目标雷达信号大尺度、长时间、低成本的电磁云毁伤，将应用于以雷达探测为主的信息攻防领域。
[0006]本专利技术是通过下述技术方案实现的。
[0007]本专利技术提供了宽频段雷达吸波型含能云毁伤材料，原料包括如下重量百分比的组分：30～40％的膨胀石墨、20～30％的CoNi纳米粒子和30％～50％的1,3,5
‑
三硝基
‑
1,3,5
‑
三氮杂环己烷(RDX)，CoNi纳米粒子负载于膨胀石墨，RDX插层于CoNi/膨胀石墨形成三明治结构的复合含能材料。
[0008]其中膨胀石墨的制备方法为，具体包括如下步骤：
[0009](1)、膨胀石墨的制备在水浴条件下反应，将4～16mL硝酸和5～20mL磷酸在室温下混合均匀得到混合溶液；
[0010](2)、向混合溶液中加入5g天然鳞片石墨，将水浴温度升至30～90℃并加入0.1～0.6g的KMnO4反应0.5～2h；
[0011](3)、向步骤(2)所得混合溶液中加入1～2mL乙酸酐反应1～3h后抽滤去除废液并用去离子水洗涤至pH＞5；
[0012](4)、将步骤(3)所得样品于60～80℃下烘干水分并将其置于1000℃马弗炉中膨化得到膨胀石墨。
[0013]宽频段雷达吸波型含能云毁伤材料制备方法，具体包括如下步骤：
[0014]步骤一、将膨胀石墨和CoCl2.6H2O、NiCl2.6H2O均匀混合于聚乙二醇中，然后加入5％～10％的水合肼并搅拌均匀得到混合溶液；
[0015]步骤二、将步骤一混合溶液置于高压反应釜中，在150～190℃条件下反应10～16h，采用乙醇和去离子水洗涤3～5次并在60～80℃条件下干燥得到膨胀石墨负载CoNi复合材料；
[0016]步骤三、室温下配置20％～60％的RDX二甲基亚砜(DMSO)溶液100mL；
[0017]步骤四、向步骤三所得将所得溶液中加入膨胀石墨负载CoNi复合材料，并将悬浮液中吸附有DMSO溶液的CoNi/膨胀石墨复合材料过滤出来并快速倒入去离子水中搅拌5～10min使其充分结晶，得到RDX插层CoNi/膨胀石墨三明治复合含能材料的水悬浮液；
[0018]步骤五、将步骤四所得产物经过滤和采用去离子水洗涤3～5次并在60～80℃条件干燥得到RDX插层CoNi/膨胀石墨三明治复合含能材料。
[0019]优选的，所述天然鳞片石墨的粒径≤50目。
[0020]优选的，所述RDX原料的纯度≥98％。
[0021]本专利技术所得RDX插层CoNi/膨胀石墨三明治复合含能材料的量级包括克量级、百克量级和公斤级。
[0022]本专利技术所得含能复合物在目标作用范围内引爆形成具有较长滞空时间的宽频段电磁波吸收云团，通过吸收和衰减目标的电磁波信号致使敌方指挥瘫痪、通信中断而丧失战斗力。本专利技术所得电磁波吸收云团的反射损耗低于
‑
50dB，小于
‑
10dB的吸收带宽度大于4GHz，百克量药剂的滞空时间大于40s，表现出优异的宽频段电磁云毁伤效果，对于机动性目标的非致命毁伤具有良好的应用前景。
[0023]本专利技术的有益效果：
[0024](1)采用水热法制备CoNi/膨胀石墨复合吸波材料，所得CoNi纳米颗粒紧密附着于膨胀石墨表面，与石墨片层之间具有较强的作用力。CoNi纳米颗粒具有优异的铁磁性，在3.5～10.4GHz范围内的反射损耗小于
‑
10dB(99％)，具有良好的低频吸波特性；膨胀石墨具有良好的导电性，在7.5～14.2GHz范围内的反射损耗小于
‑
10dB，具有良好的高频吸波特性；膨胀石墨负载CoNi复合材料对于低频和高频电磁波均具有良好的吸收特性，在3.5～13.8GHz范围内的反射损耗小于
‑
10dB，表现出优异的宽频段电磁波吸收性能。
[0025](2)膨胀石墨的疏松多孔结构是纳米合金粒子和含能材料的理想载体，本专利技术溶剂
‑
反溶剂法将RDX插入到CoNi/膨胀石墨内部空腔中，构筑了一种新型的三维主
‑
客微结构复合含能材料。膨胀石墨空腔表面存在多种含氧基团，与RDX形成氢键等主
‑
客相互作用，促进炸药的稳定附着，通过制备工艺的调节实现了插层炸药的晶型、含量和粒径调控，RDX插层CoNi/膨胀石墨复合含能材料具备更高的热分解温度、活化能和热爆炸临界温度，进一步
提升了RDX的热稳定性并显著降低RDX的感度。
[0026](3)RDX作为一种高能炸药插层于CoNi/膨胀石墨形成的复合含能材料经定向引爆后可形成大范围、均匀分布的电磁干扰云团，对宽频段电磁波具有良好的吸收和衰减作用。百克量复合含能材料的有效滞空时间超过40s，杀伤半径达到6m以上，通过对目标电磁波信号的遮蔽与衰减致使敌方武器设备通信中断而丧失战斗力，实现对于目标信号的云毁伤。
附图说明
[0027]图1是基于实施例1所制备的膨胀石墨负载CoNi的SE本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.宽频段雷达吸波型含能云毁伤材料的制备方法，其特征在于，包括以下过程：CoNi纳米粒子负载于膨胀石墨，1,3,5
‑
三硝基
‑
1,3,5
‑
三氮杂环己烷RDX插层于CoNi/膨胀石墨，形成三明治结构的复合含能材料。2.根据权利要求1所述的宽频段雷达吸波型含能云毁伤材料的制备方法，其特征在于，原料按照以下重量份数：30～40份膨胀石墨、20～30份CoNi纳米粒子和30～50份RDX。3.根据权利要求1或2所述的宽频段雷达吸波型含能云毁伤材料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤一、将膨胀石墨和CoCl2.6H2O、NiCl2.6H2O均匀混合于聚乙二醇中，然后加入质量浓度5％～10％的水合肼并搅拌均匀得到混合溶液；步骤二、将步骤一混合溶液置于高压反应釜中，在150～190℃条件下反应10～16h，采用乙醇和去离子水洗涤3～5次并在60～80℃条件下干燥得到膨胀石墨负载CoNi复合材料；步骤三、室温下配置20～60％的RDX二甲基亚砜DMSO溶液；步骤四、向步骤三所得将所得溶液中加入步骤二获得的膨胀石墨负载CoNi复合材料，并将悬浮液中吸附有DMSO溶液的CoNi/膨胀石墨复合材料过滤出来并快速倒入去离子水中搅...

【专利技术属性】
技术研发人员：束庆海，姚嫒嫒，王满曼，蒋教平，吕席卷，吴启才，石艳松，
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：