【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及吸波材料。更具体地，涉及一种吸波材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着电子和通信技术的飞速发展，电磁波在生产生活中得到了广泛应用，而广泛存在的电磁波对设备的精确运行和生物体的健康带来了巨大威胁。为减少这些电磁波的不利影响，电磁波吸收材料(吸波材料)和屏蔽材料应运而生。以吸收机制为主的电磁波吸收材料材料因可避免电磁波反复反射导致的二次污染而备受关注。截止目前的研究和应用实践中，众多具有导电、介电和磁性的材料被设计和开发出来用作电磁波吸收材料。其中金属材料因其来源广泛和性能优异得到了吸波材料研究和开发人员的青睐。首先，金属材料的导电性可以通过合金化或外观形貌的调控实现大范围的调整，便于平衡阻抗匹配性和电导损耗能力。第二，部分金属材料兼具导电性和磁性能，可以实现双重电磁波损耗机制。第三，金属材料可以简单地通过自下而上的还原或自上而下的粉碎实现尺寸的微纳米化和微观结构与组成的控制，使吸波材料的构性关系研究以及新型吸波材料的研制与性能调控成为可能。
2、然而，相对于其他类型吸波材料，如陶瓷、铁氧体、氧化物、碳材料、导电聚合物等，金属吸波材料的高密度使其应用范围降低。另外，针对常规成型的连续膜状结构的金属薄壳结构，对于金属基导电材料或电磁屏蔽材料而言，这一连续膜状结构有助于形成连续的宏观导电网络，并籍此提升性能。但对于电磁波吸收材料而言，易于形成的导电网络和过高的导电性不利于电磁匹配设计，导致入射电磁波在表面被大量反射，无法充分利用其损耗能力进行有效损耗。
技术实现思路p>
1、基于以上问题，本专利技术的目的在于提供一种吸波材料及其制备方法和应用，以至少改善吸波材料的阻抗匹配和损耗能力进行有效平衡的问题。
2、一方面，本专利技术提供一种吸波材料，所述吸波材料为中空复合微球，其结构中包含：
3、中空的硅酸盐玻璃微球；
4、位于该硅酸盐玻璃微球表面的磁性金属层，所述磁性金属层为由相互之间呈物理隔离的若干个磁性金属区组成；以及
5、位于该磁性金属层上的非导磁金属层，所述非导磁金属层由非导磁金属构成，所述非导磁金属结合在至少部分磁性金属区上。
6、进一步地，所述非导磁金属镶嵌于所述磁性金属区中的磁性金属中，形成异质结构。
7、进一步地，所述非导磁金属与所述磁性金属区镶嵌连接。
8、进一步地，所述磁性金属层中的磁性金属与所述非导磁金属在600-800℃温度下不会形成合金。
9、进一步地，所述磁性金属层的材质为选自铁、钴或镍中的一种或几种的磁性金属。
10、本技术方案中，磁性金属区由磁性金属颗粒聚集形成。进一步地，所述磁性金属的晶粒尺寸为10-100nm，优选为20-60nm。
11、进一步地，所述非导磁金属选自铜或银。
12、进一步地，所述非导磁金属的晶粒尺寸为10-100nm，优选为20-60nm。
13、进一步地，所述中空复合微球的密度为0.1-0.8g/cm3。
14、进一步地，所述中空复合微球的直径为5-120μm，优选为10-70μm。
15、进一步地，所述吸波材料中，磁性金属层与非导磁金属层的总重量占该吸波材料总重量的10-70wt％，优选为20-55wt％，此时得到的材料兼具好的吸波性能及抗压强度。
16、进一步地，所述磁性金属层的重量占磁性金属层和非导磁金属层总重量的10-90wt％，优选为30-60wt％，此时，得到的材料吸波性能好，且具有较好的抗压强度。
17、进一步地，所述磁性金属层与非导磁金属层的质量比为1:0.9-2.5，此时得到的材料兼具好的吸波性能及抗压强度。
18、进一步地，各磁性金属区的总面积为硅酸盐玻璃微球表面积的20-90％，优选为50-90％，更优选为70-90％。
19、进一步地，各磁性金属区之间平均间隔为0.01μm-5μm，优选为0.1-3μm，更优选为0.1-2μm，此时得到的材料兼具好的吸波性能及抗压强度。
20、又一方面，本专利技术提供如上所述的吸波材料的制备方法，包括如下步骤：
21、将中空的硅酸盐玻璃微球依次进行表面处理、敏化处理、活化处理和还原处理；
22、将上述经过处理后的硅酸盐玻璃微球置于含磁性金属离子的混合溶液中，室温搅拌反应，过滤，干燥；
23、再将所得物置于含所述非导磁金属离子的混合溶液中，室温搅拌反应，过滤，干燥；
24、热处理，得所述吸波材料。
25、进一步地，所述中空的硅酸盐玻璃微球在进行表面处理前，还包括浮选的步骤。所述浮选包括：
26、将中空的硅酸盐玻璃微球置于浮选溶剂中，混合搅匀，静置分层后取上层漂浮材料，过滤。
27、进一步地，所述浮选溶剂选自水或乙醇或二者以任意比例的混合液。
28、进一步地，所述表面处理包括：将所述中空的硅酸盐玻璃微球置于表面处理液中，过滤，干燥。
29、进一步地，所述表面处理液溶质为偶联剂。
30、进一步地，所述敏化处理包括：将所述中空的硅酸盐玻璃微球置于敏化液中，过滤，干燥。
31、进一步地，所述敏化液为具有还原性的金属离子溶液，浓度为0.02-0.25mol/l。
32、进一步地，所述活化处理包括：将所述中空的硅酸盐玻璃微球置于活化溶液中，过滤，干燥。
33、进一步地，所述活化溶液为贵金属离子溶液，浓度为0.002-0.2mol/l。
34、进一步地，所述还原处理包括：将所述中空的硅酸盐玻璃微球置于还原液中，过滤，干燥。
35、进一步地，所述还原液为具有还原性质溶液，浓度为0.01-1.5mol/l。
36、进一步地，在热处理前得到的结构中，磁性金属层的厚度为0.02-0.09μm、非导磁金属的厚度为：0.02-0.1μm。
37、进一步地，所述热处理在不含氧的气氛下进行。
38、进一步地，所述热处理在氮气、氩气或氢气气氛下进行。
39、进一步地，所述热处理的温度为600-800℃，时间为1-5h。
40、进一步地，所属热处理的方法为以5-10℃/min的速率升温至600-800℃，并在此温度下保持1-5h。
41、又一方面，本专利技术提供如上所述的吸波材料在军事隐身领域，广播、电视发射台的电磁辐射防护，微波暗室材料，建筑吸波材料或者无线电通讯设备中的电磁屏蔽材料中的应用。
42、进一步地，将所述吸波材料作为复合材料的一部分用于上述各领域中。
43、本专利技术的有益效果如下：
44、本专利技术提供的吸波材料为具有岛状隔离分布并具有异质结构的双层金属中空微球，可通过内部的中空空腔获得低密度，该吸波材料具有优异抗压强度和吸波性。本专利技术提供的吸波材料的制备方法中，可通过不同热处理温度调控设计金属聚集性和导电性，且可通过金属球本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种吸波材料，其特征在于，所述吸波材料为中空复合微球，其结构中包含：
2.根据权利要求1所述的吸波材料，其特征在于，所述磁性金属层中的磁性金属与所述非导磁金属在600-800℃温度下不会形成合金。
3.根据权利要求2所述的吸波材料，其特征在于，所述磁性金属层的材质为选自铁、钴或镍中的一种或几种的磁性金属；
4.根据权利要求2所述的吸波材料，其特征在于，所述非导磁金属选自铜或银；
5.根据权利要求1所述的吸波材料，其特征在于，所述中空复合微球的密度为0.1-0.8g/cm3；所述中空复合微球的直径为5-120μm，优选为10-70μm。
6.根据权利要求1所述的吸波材料，其特征在于，所述吸波材料中，磁性金属层与非导磁金属层的总重量占该吸波材料总重量的10-70wt％，优选为20-55wt％；
7.根据权利要求1所述的吸波材料，其特征在于，各磁性金属区的总面积为硅酸盐玻璃微球表面积的20-90％，优选为50-90％，更优选为70-90％；
8.如权利要求1-7任一项所述的吸波材料的制备方法，其特征
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在热处理前，得到的结构中，磁性金属层的厚度为0.02-0.09μm、非导磁金属的厚度为：0.02-0.1μm；
10.如权利要求1-7任一项所述的吸波材料在军事隐身领域，广播、电视发射台的电磁辐射防护，微波暗室材料，建筑吸波材料或者无线电通讯设备中的电磁屏蔽材料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种吸波材料，其特征在于，所述吸波材料为中空复合微球，其结构中包含：
2.根据权利要求1所述的吸波材料，其特征在于，所述磁性金属层中的磁性金属与所述非导磁金属在600-800℃温度下不会形成合金。
3.根据权利要求2所述的吸波材料，其特征在于，所述磁性金属层的材质为选自铁、钴或镍中的一种或几种的磁性金属；
4.根据权利要求2所述的吸波材料，其特征在于，所述非导磁金属选自铜或银；
5.根据权利要求1所述的吸波材料，其特征在于，所述中空复合微球的密度为0.1-0.8g/cm3；所述中空复合微球的直径为5-120μm，优选为10-70μm。
6.根据权利要求1所述的吸波材料，其特征在于，所述吸波材料中，磁性金属层与...
【专利技术属性】
技术研发人员：安振国，贾倩倩，张敬杰，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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