一种复合电磁吸波材料的制备方法技术

一种复合电磁吸波材料的制备方法，它属于纳米材料技术领域。方法：SiBON粉末分散到溶剂中，加还原氧化石墨烯，混匀后得到A；硅烷偶联剂分散到溶剂中，加酸并控制pH值为1

【技术实现步骤摘要】
一种复合电磁吸波材料的制备方法


[0001]本专利技术属于纳米材料
，具体涉及一种复合电磁吸波材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着5G技术的应用，以及大功率电子电器设备的普及，无论是工业生产还是居家生活中，电磁辐射对于易感人群的影响正在逐渐变大，对于多设备兼容运行的影响也越来越明显。电磁波隐身指的是对处于波段在UHF至ELF的微波波段没有反射效果，也就是屏蔽雷达、通讯等信号。材料隐身指利用材料本身的电磁性能完成对电磁波能量的转换，该过程为将电磁波的光子振动转换为材料内部的晶格振动(即声子振动)。材料隐身具有实现方式简单，种类庞大，环境适应性强等优点，成为了材料工作者们关注的焦点。尤其在民用领域，电磁波辐射所带来的影响并不是单一的有源辐射，其所受的辐射可能来源于四面八方，仅靠结构外形的改进并不能良好的解决电磁波辐射污染的问题。材料隐身有多种方式，可以经过材料加工手段变成多种外形，以及改变其形貌，也可以通过包覆、填埋等手段将材料外层加工形成保护层，可实现如高温、酸碱等恶劣环境下的有效电磁吸收，具有更强的环境适应性。
[0003]目前国内外的电磁吸收材料的研究主要包括铁氧体电磁吸收材料、金属粉末材料、陶瓷材料以及复合材料等。其中，碳材料与低介电透波陶瓷复合，是一种可以获得高性能吸波材料的有效途径。
[0004]石墨烯具有优异的电学、热学、力学性能和高比表面积，是一种优秀的吸波材料。石墨烯独特的层状结构以及其缺陷的引入不仅提高了石墨烯阻抗的充分性，为相邻级向费米能级的跃迁提供了空位，而且引入了故障极化衰减和双极化衰减，促进了电磁波的吸收。然而，当复介电常数较高而复渗透常数较低时，阻抗充分性与零反射条件明显不同。因此，为了达到良好的吸收，必须设计一种调节阻抗匹配的方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的是解决上述存在的技术问题，而提供一种复合电磁吸波材料的制备方法。
[0006]一种复合电磁吸波材料的制备方法，它按以下步骤实现：
[0007]一、将SiBON粉末分散到溶剂中，然后加入还原氧化石墨烯，混匀后得到溶液A；
[0008]二、将硅烷偶联剂分散到溶剂中，加酸并控制pH值为1
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3，反应后得到溶液B；
[0009]三、上述溶液A和溶液B进行混合，反应至分层，收集固体物质，获得SiBON
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rGO，即为复合电磁吸波材料，完成所述制备。
[0010]进一步的，步骤一中所述SiBON粉末与还原氧化石墨烯的质量比为(1～1.5):(39～41)。
[0011]进一步的，步骤一所述溶剂为去离子水；所述SiBON粉末与去离子水的质量体积比为0.1g:50mL。
[0012]进一步的，步骤二所述溶剂为去离子水；所述硅烷偶联剂与去离子水的体积比为1mL:5mL。
[0013]进一步的，步骤一和二中所述分散的方式均为电磁搅拌。
[0014]进一步的，步骤二中所述硅烷偶联剂为KH
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560。
[0015]进一步的，步骤二中所述酸为浓硫酸。
[0016]进一步的，步骤二中所述水解反应的方式超声5～10min。
[0017]进一步的，步骤三中溶液A和溶液B的体积为1:20。
[0018]进一步的，步骤三中所述反应的方式加热至75～85℃的水浴。
[0019]进一步的，步骤一中所述SiBON粉末的制备方法如下：
[0020]按质量份数比48:52将硼酸和氮化硅混匀后湿磨4h，然后于70℃下干燥24h，再于450℃下热处理4h，研磨成粉末后于1700℃下烧结1h，最后经破碎及研磨后获得d50＝500μm的细粉，得到SiBON粉末，完成所述制备。
[0021]本实施方式中所述热处理于箱式炉中进行；
[0022]所述烧结于大型烧结炉中进行；
[0023]所述破碎及研磨：经破碎机破碎后研磨成细粉。
[0024]本专利技术的有益技术效果如下：
[0025]本专利技术通过化学接枝法制作了一种具有特殊的SiBON/rGO包层结构的复合电磁吸波材料，从而缓解了还原氧化石墨烯自身的高阻抗匹配特性，提升了电磁吸收性能。本专利技术通过调节SiBON陶瓷的含量，控制了不同介电损耗机制平衡之间的相互作用。本专利技术的制备方法简单、绿色且高效，对相关设备也没有过高的要求，可以在短时间内实现吸波材料的大量制备。
[0026]本专利技术中经过水解后的硅烷偶联剂KH
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560处理后，SiBON陶瓷粉末可以与rGO产生交联，并稳定的存在于石墨烯片层及不同小颗粒之间；陶瓷颗粒优先与rGO边缘高活性官能团发生反应，实现陶瓷与rGO之间的键合，优先以(110)晶面进行生长，实现不同物相之间的化学连接。本专利技术利用SiBON陶瓷成功的调节了复合材料的复介电常数以及阻抗匹配，并且引入了丰富界面使得其极化损耗有较大的提高，SiBON含量可以调整电导损耗和极化损耗二者的平衡。
[0027]本专利技术SiBON/rGO复合材料良好的电磁吸收性能可以归因于其特殊结构。在本专利技术的液相反应体系中容易形成更强的界面极化，并利用SiBON陶瓷中二氧化硅形成过程中的首选取向，使合适的晶格面定向固定在还原氧化石墨烯的边缘，形成了具有SiBON陶瓷外层和还原氧化石墨烯内层的复合结构。该结构使得电磁波入射时，可以成功将电磁波诱导到材料内部，并利用内部石墨烯层吸收电磁波。
[0028]本专利技术适用于SiBON/rGO复合电磁吸波材料的制备。
附图说明
[0029]图1是实施例4中制备的SiBON/rGO复合材料的SEM图和TEM图；其中(a)为实施例4的SEM图，(b)为实施例4的SEM图，(c)为实施例4的TEM图，(d)为实施例4的TEM图；
[0030]图2是实施例1中制备的SiBON/rGO复合材料的吸波性能示意图；
[0031]图3是实施例2中制备的SiBON/rGO复合材料的吸波性能示意图；
[0032]图4是实施例3中制备的SiBON/rGO复合材料的吸波性能示意图；
[0033]图5是实施例4中制备的SiBON/rGO复合材料的吸波性能示意图。
具体实施方式
[0034]本专利技术技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
[0035]具体实施方式一：本实施方式一种复合电磁吸波材料的制备方法，它按以下步骤实现：
[0036]一、将SiBON粉末分散到溶剂中，然后加入还原氧化石墨烯，混匀后得到溶液A；
[0037]二、将硅烷偶联剂分散到溶剂中，加酸并控制pH值为1
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3，反应后得到溶液B；
[0038]三、上述溶液A和溶液B进行混合，反应至分层，收集固体物质，获得SiBON
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rGO，即为复合电磁吸波材料，完成所述制备。
[0039]本实施方式中还原氧化石墨烯的加入方式为少量多次。
[0040本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合电磁吸波材料的制备方法，其特征在于它按以下步骤实现：一、将SiBON粉末分散到溶剂中，然后加入还原氧化石墨烯，混匀后得到溶液A；二、将硅烷偶联剂分散到溶剂中，加酸并控制pH值为1
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3，水解反应后得到溶液B；三、上述溶液A和溶液B进行混合，反应至分层，收集固体物质，获得SiBON
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rGO，即为复合电磁吸波材料，完成所述制备。2.根据权利要求1所述的一种复合电磁吸波材料的制备方法，其特征在于其特征在步骤一中所述SiBON粉末与还原氧化石墨烯的质量比为(1～1.5):(39～41)。3.根据权利要求1所述的一种复合电磁吸波材料的制备方法，其特征在于步骤一所述溶剂为去离子水；所述SiBON粉末与去离子水的质量体积比为0.1g:50mL。4.根据权利要求1所述的一种复合电磁吸波材料的制备方法，其特征在于步骤二所述溶剂为去离子水；所述硅烷偶联剂与去离子水的体积比为1mL:5mL。5.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏龙，王鑫宇，张天宇，李和奇，张文宣，张嘉麒，
申请(专利权)人：威海云山科技有限公司，
类型：发明
国别省市：