【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及吸波材料，尤其是涉及一种片状核壳结构的电磁吸收剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、电磁吸波剂能将入射到材料上的电磁波吸收耗散掉，将电磁能转化成热能等其它形式的能，以实现有效避免电磁波散射的效果。然而，传统吸波剂面临着密度大、吸收带宽窄、可调控性差等一系列问题，并且在较大填充率和较厚的厚度下才能实现理想的吸波效果，这在一定程度上限制了其应用领域。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中的问题，本专利技术提供一种片状核壳结构的电磁吸收剂及其制备方法和应用。
2、第一方面，本专利技术提供一种片状核壳结构的电磁吸收剂，采用如下的技术方案：
3、一种片状核壳结构的电磁吸收剂，包括内核、包覆所述内核的外壳；所述内核包括片状软磁材料，所述外壳为金属氧化物-碳复合壳层；
4、所述片状软磁材料的厚度为1-1.5μm，所述片状软磁材料的宽厚比为60-100；
5、所述金属氧化物-碳复合壳层的厚度为200-300nm，所述金属氧化物-碳复合壳层中金属氧化物的质量占比为30%-50%；所述金属氧化物-碳复合壳层中的金属元素包括过渡磁性金属元素。
6、本专利技术通过以具有片状结构的片状软磁材料作为内核，以包含过渡磁性金属元素的金属氧化物-碳复合层壳层作为包覆内核的外壳，并且在金属氧化物-碳复合壳层中，金属氧化物能够嵌合在碳材料中，从而形成具有核壳结构和多界面特性的电磁吸收剂，能够有效改善吸收剂的介电损耗特性，有效地降低电导率、提高阻抗
7、优选地，所述外壳的表面设有包覆层，所述包覆层包括碳纳米管。
8、本专利技术通过进一步在外壳的表面上设置碳纳米管作为包覆层，一方面，碳纳米管具有高比表面积和优异的电子传输性能，能够有效地吸收和衰减入射的电磁波，将其转换为热能或其他形式的能量而消耗掉，提高吸波剂的电磁损耗特性，从而有助于降低吸收剂载吸波材料中的用量，降低吸波材料的制造成本；另一方面，碳纳米管质轻的特性有助于降低吸收剂的密度（本专利技术制备得到的吸收剂的密度为1-1.2g/cm3），有助于拓宽吸波材料的应用场景。因此，包覆层中含有碳纳米管能够使吸波剂在低密度的情况下实现宽频带电磁波强吸收特性。
9、优选地，所述片状软磁材料包括片状羰基铁粉、片状feni合金、片状feco合金中的至少一种。
10、优选地，所述片状软磁材料采用包括如下步骤的方法制备得到：
11、以球形软磁材料为原料，与溶剂混合后通过球磨法制备片状fesial；球磨过程中的球料比为20-25：1，转速为360-400r/min，研磨时间为12-24h；所述溶剂包括酒精，所述酒精与所述球形软磁材料的质量比为1-1.5：1。
12、振动球磨机对原料进行15小时球磨，即得所述片状软磁材料。
13、优选地，所述过渡磁性金属包括mn、fe、co、ni、cu、zn中的至少一种。
14、第二方面，本专利技术提供一种片状核壳结构的电磁吸收剂的制备方法，采用如下的技术方案：
15、一种片状核壳结构的电磁吸收剂的制备方法，包括如下步骤：
16、s1，将碳氮有机材料、过渡磁性金属源和所述片状软磁材料与水混合，超声并搅拌、随后继续搅拌得到分散液；
17、s2，将所述分散液与缓冲溶液混合，搅拌后进行固液分离，对所得固体产物进行真空干燥，即得中间产物；
18、s3，将所述中间产物与碳源混合后进行热处理，得到所述电磁吸收剂。
19、优选地，所述缓冲液包括浓度为0.8-1.2mol/l的tris-hcl缓冲溶液。
20、优选地，所述碳氮有机材料包括多巴胺、三聚氰胺中的至少一种；
21、所述过渡磁性金属源包括含有所述过渡磁性金属的金属盐、含有所述过渡磁性金属的金属有机框架中的至少一种。
22、优选地，所述分散液中，所述碳氮有机材料、所述过渡磁性金属源、所述片状软磁材料、所述水的质量比为1-3：1.5-2.5：3.5-5：480-500。
23、优选地，所述碳源包括二氰二胺、三聚氰胺、单宁酸中的至少一种。
24、通过选用上述碳源，碳源与中间产物混合进行热处理后，能够在中间产物的表面处形成大量交错设置的针状、棒状碳纳米管，这些碳纳米管簇集在一起，相当于在中间产物的表面形成一层包覆层。
25、优选地，所述中间产物与所述碳源的质量比为0.8-1.2：1。
26、通过控制中间产物与碳源的质量比，能够在具有核壳结构的电磁吸收剂的外壳表面形成足够数量的包覆层，有助于与核壳结构配合，在最大程度上提升吸收剂的电磁吸波性能，避免因包覆层过厚（碳纳米管数量过多）对吸波剂的电磁匹配性产生负面影响。
27、优选地，s1中超声并搅拌的过程持续50-70min，继续搅拌时间1.5-3h；s2中的搅拌时间为22-26h；s3中的热处理温度为700-900℃，热处理时间为2-4h。
28、通过控制各步骤中的工艺参数，有助于原料之间充分反应，并且，在本专利技术的热处理温度下，有助于碳源生成足够数量的碳纳米管与核壳结构的吸收剂配合，显著提高本专利技术具有核壳结构的电磁吸收剂的吸波性能。
29、第三方面，本专利技术提供一种片状核壳结构的电磁吸收剂在吸波领域中的应用，采用如下的技术方案：
30、一种片状核壳结构的电磁吸收剂在吸波领域中的应用。
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1.一种片状核壳结构的电磁吸收剂，其特征在于：包括内核、包覆所述内核的外壳；所述内核包括片状软磁材料，所述外壳包括金属氧化物-碳复合壳层；
2.如权利要求1所述的片状核壳结构的电磁吸收剂，其特征在于：所述外壳的表面设有包覆层，所述包覆层包括碳纳米管。
3.如权利要求1所述的片状核壳结构的电磁吸收剂，其特征在于：所述片状软磁材料包括片状羰基铁粉、片状FeNi合金、片状FeCo合金中的至少一种。
4.如权利要求1所述的片状核壳结构的电磁吸收剂，其特征在于：所述过渡磁性金属包括Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn中的至少一种。
5.如权利要求1-4任一项所述片状核壳结构的电磁吸收剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
6.如权利要求5所述的片状核壳结构的电磁吸收剂的制备方法，其特征在于：所述碳氮有机材料包括多巴胺、三聚氰胺中的至少一种；
7.如权利要求5所述的片状核壳结构的电磁吸收剂的制备方法，其特征在于：所述分散液中，所述碳氮有机材料、所述过渡磁性金属源、所述片状软磁材料、所述水的质量比为1-3：1.5-2.5：
8.如权利要求5所述的片状核壳结构的电磁吸收剂的制备方法，其特征在于：所述碳源包括二氰二胺、三聚氰胺、单宁酸中的至少一种。
9.如权利要求8所述的片状核壳结构的电磁吸收剂的制备方法，其特征在于：所述中间产物与所述碳源的质量比为0.8-1.2：1。
10.如权利要求5所述的片状核壳结构的电磁吸收剂的制备方法，其特征在于：S1中超声并搅拌的过程持续50-70min，继续搅拌时间1.5-3h；S2中的搅拌时间为22-26h；S3中的热处理温度为700-900℃，热处理时间为2-4h。
11.如权利要求1-4任一项所述的片状核壳结构的电磁吸收剂在吸波领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种片状核壳结构的电磁吸收剂，其特征在于：包括内核、包覆所述内核的外壳；所述内核包括片状软磁材料，所述外壳包括金属氧化物-碳复合壳层；
2.如权利要求1所述的片状核壳结构的电磁吸收剂，其特征在于：所述外壳的表面设有包覆层，所述包覆层包括碳纳米管。
3.如权利要求1所述的片状核壳结构的电磁吸收剂，其特征在于：所述片状软磁材料包括片状羰基铁粉、片状feni合金、片状feco合金中的至少一种。
4.如权利要求1所述的片状核壳结构的电磁吸收剂，其特征在于：所述过渡磁性金属包括mn、fe、co、ni、cu、zn中的至少一种。
5.如权利要求1-4任一项所述片状核壳结构的电磁吸收剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
6.如权利要求5所述的片状核壳结构的电磁吸收剂的制备方法，其特征在于：所述碳氮有机材料包括多巴胺、三聚氰胺中的至少一种；
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【专利技术属性】
技术研发人员：田城华，罗辉，刘晓倩，胡庆江，
申请(专利权)人：浙江原邦材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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