一种棒状复合锰氧化物雷达波吸收剂及其制备方法、应用技术

本发明专利技术属于雷达波吸收技术领域，具体涉及一种棒状复合锰氧化物雷达波吸收剂及其制备方法、应用。所述雷达波吸收剂通过水热反应实现MnO2/Mn2O3在纳米尺度上充分复合形成MnO2/Mn2O3复合材料，MnO2/Mn2O3复合材料具有纳米棒状结构，纳米棒的直径为100

【技术实现步骤摘要】
一种棒状复合锰氧化物雷达波吸收剂及其制备方法、应用


[0001]本专利技术属于雷达波吸收
，具体涉及一种棒状复合锰氧化物雷达波吸收剂及其制备方法、应用。

技术介绍

[0002]随着我国综合国力的不断提升，发展军用目标隐身技术是解决侦察威胁的有效手段，尤其是反雷达波侦察隐身技术。隐身技术不但要聚焦于飞行器隐身，也要兼顾对大规模地面重要目标的隐身。相比于飞行器小规模范围的隐身，地面目标因为目标物众多，体积过于庞大，导致隐身成本远高于飞行器隐身。因此，开发能够大量生产且成本低廉的吸波材料，对大规模军事目标进行隐身伪装，躲避来自天空的侦察，提高地面目标生存能力，将成为了极其关键的技术。吸波材料按照承载能力和成型工艺可分为结构型和涂覆型两大类。相比于前者，在应对大规模不规则目标物隐身时，涂覆型吸波材料具有操作方便、形态可调等优点，一直是隐身技术的研究热点。涂覆型吸收剂种类繁多，按所含元素可分为四类，分别是碳系吸波材料(石墨，石墨烯，碳纤维，碳纳米管)；铁系吸波材料(铁氧体、羰基铁)；陶瓷系吸波材料(碳化硅，氮化硅)；以及其他类型吸波材料(MoFs材料、导电聚合物)。吸收剂虽然种类众多，但在“轻、薄、宽、强”的性能指标和低成本大量制备的双重要求下，多数吸收剂都难以满足大规模目标隐身的应用需求。与其他类型的吸收剂相比，过渡金属氧化物由于其资源丰富，制备简单，一直是吸收剂研究的焦点。羰基铁粉是十分成熟的过渡金属氧化物吸波材料，吸波性能优异，但其环境适应性较差，不耐氧化，且生产过程较为复杂还伴随着一定的毒性，考虑到大规模低成本的制备要求，仍非最佳选择。近年来，随着对其他氧化物吸收剂体系的研究，锰氧化物因其低廉的价格和较优异的吸波性能，在应对大规模地面目标隐身方向极具潜力。
[0003]锰氧化物吸波材料虽然资源丰富，吸波性能优异，但仍存在有效吸波频宽较窄，具有特殊微纳结构形貌的纳米材料制备成本过高的问题，无法满足反宽频雷达侦察的需求，以及大规模目标低成本隐身的需求。
[0004]现有技术中通过材料复合和微纳结构设计，提高锰氧化物吸波材料的吸波性能，拓展有效吸波带宽。但这样的处理手段仍存在一定的限制，制备的吸收剂的吸波性能虽然较单一的物相的锰氧化物得到了显著改善，但导致纳米吸波材料的制备成本明显升高，极大地限制了吸波材料在应对大规模目标反雷达波侦察隐身方向的应用价值。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供一种棒状复合锰氧化物雷达波吸收剂及其制备方法、应用，以锰盐通过复合和微纳结构的双重设计，在纳米尺度上充分复合形成MnO2/Mn2O3复合材料，复合材料具有纳米棒状结构，且纳米棒状结构彼此相互连接，聚集成海胆球或鸟巢状形态结构，采用对水热反应使Mn
2+
离子锰元素的欠饱和氧化，实现了两种锰氧化物在纳米尺度上的充分复合，制备过程安全环保，制备成本低，纳米复合材料产率高，有效吸波频
宽比单一的MnO2雷达波吸收剂更宽，是一种性能优异的吸波材料，适应于雷达波吸收。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的。
[0007]一种棒状复合锰氧化物雷达波吸收剂，所述雷达波吸收剂是以锰盐通过水热反应在纳米尺度上充分复合形成MnO2/Mn2O3复合材料，所述复合材料具有纳米棒状结构，且纳米棒状结构彼此相互连接，聚集成海胆球或鸟巢状形态结构；纳米棒的直径为100
‑
500nm。
[0008]本专利技术还提供了上述棒状复合锰氧化物雷达波吸收剂的制备方法，包括以下步骤：
[0009]将锰盐溶于水中得到锰盐溶液，将无机盐溶于水中，得到无机盐溶液，将无机盐溶液加入至锰盐溶液中，搅拌混合均匀进行水热反应，冷却得到水热产物，经洗涤、离心、超声、干燥，得到MnO2/Mn2O3纳米棒吸波材料。
[0010]进一步的，所述锰盐与无机盐的物质的量之比为15
‑
20:25
‑
30。
[0011]进一步的，所述锰盐为硫酸锰、硝酸锰或碳酸锰；所述无机盐为次氯酸钠、次氯酸钾或次氯酸锂。
[0012]进一步的，所述水热反应的温度为150
‑
170℃，时间为8
‑
10h。
[0013]此外，本专利技术还提供了上述棒状复合锰氧化物雷达波吸收剂在反雷达波侦察伪装网中的应用。
[0014]进一步的，所述伪装网的制备方法包括如下步骤：
[0015]将MnO2/Mn2O3纳米棒作为雷达波吸收剂，与粘结剂充分混合均匀，涂敷在红外隔热层上形成吸波层得到伪装网。
[0016]进一步的，所述MnO2/Mn2O3纳米棒和粘结剂的质量比为0.3
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0.4:0.6
‑
0.7，所述红外隔热层为聚酰亚胺薄膜，聚酰亚胺薄膜的厚度为0.1mm。
[0017]进一步的，所述红外隔热层的下表面还复合有金属纸，所述吸波层的上表面还涂覆有迷彩层，所述伪装网的内外层复合有织物。
[0018]进一步的，所述金属纸为铝箔或铜箔，厚度为0.03mm；所述织物为化纤纺织布，厚度为3mm。
[0019]本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果:
[0020](1)本专利技术通过对水热反应过程中Mn
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离子的欠饱和氧化，实现了两种锰氧化物在纳米尺度上的充分复合，制备方法为简单的一步水热法，制备的吸波材料具有特殊的棒状结构，这些棒状结构彼此相互连接，在更大尺度聚集成海胆球结构，使得MnO2/Mn2O3纳米棒具备高的比表面积。
[0021](2)本专利技术在纳米尺度实现了MnO2与Mn2O3的充分复合，两种锰氧化物之间会出现丰富的相界，与电磁波作用时，相界的存在会增强界面极化损耗对电磁波吸收的贡献，进而通过与偶极子取向极化损耗错峰叠加，显著拓展锰氧化物吸波材料的有效吸波带宽。
[0022](3)由于锰元素具备多种价态，丰富的结构缺陷会显著提高吸波材料的电导率，提高材料内部的载流子浓度，进而增强界面极化损耗和偶极子取向极化损耗，提高对电磁波的吸收能力。
[0023](4)基于欠饱和水热氧化的MnO2/Mn2O3纳米棒吸波材料，实现了结构设计和材料复合设计的双重设计，同时通过一步水热显著降低了复杂结构的纳米吸波材料的制备成本，显著增加了锰氧化物吸波材料的应用价值，使得通过吸波材料实现对大规模目标物反雷达
波隐身伪装成为了可能。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例1制备的MnO2/Mn2O3纳米棒吸波材料的扫描电镜图；
[0025]图2为本专利技术实施例4制备的MnO2/Mn2O3纳米棒吸波材料的扫描电镜图；
[0026]图3为本专利技术实施例7制备的MnO2/Mn2O3纳米棒吸波材料的扫描电镜图；
[0027]图4为本专利技术实施例1制得的MnO2/Mn2O3纳米棒吸波材料的X射线衍射图；
[0028]图5为本专利技术实施例1制得的MnO2/Mn2O3纳米棒与MnO2纳米棒两种吸波材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种棒状复合锰氧化物雷达波吸收剂，其特征在于，所述雷达波吸收剂是以锰盐通过水热反应在纳米尺度上充分复合形成MnO2/Mn2O3复合材料，所述复合材料具有纳米棒状结构，且纳米棒状结构彼此相互连接，聚集成海胆球或鸟巢状形态结构；纳米棒的直径为100
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500nm。2.一种权利要求1所述的棒状复合锰氧化物雷达波吸收剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将锰盐溶于水中得到锰盐溶液，将无机盐溶于水中，得到无机盐溶液，将无机盐溶液加入至锰盐溶液中，搅拌混合均匀进行水热反应，冷却得到水热产物，经洗涤、离心、超声、干燥，得到MnO2/Mn2O3纳米棒吸波材料。3.根据权利要求2所述的棒状复合锰氧化物雷达波吸收剂的制备方法，其特征在于，所述锰盐与无机盐的物质的量之比为15
‑
20:25
‑
30。4.根据权利要求2所述的棒状复合锰氧化物雷达波吸收剂的制备方法，其特征在于，所述锰盐为硫酸锰、硝酸锰或碳酸锰；所述无机盐为次氯酸钠、次氯酸钾或次氯酸锂。5.根据权利要求2所述的棒状复合锰氧化物雷达波吸收剂的制备方法，其特征在于，所述水热反应的温度为150
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【专利技术属性】
技术研发人员：周俊翔，王甲富，孙勇，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学，
类型：发明
国别省市：