本发明专利技术涉及一种吸波材料，所述吸波材料包含聚合物基质、碳纳米管和钛酸钡纳米线。本发明专利技术得到的吸波材料具有高吸收、兼容性优良和频带宽的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种新型吸波材料，具体的说是一种用于电磁波吸收的新型吸波材料。
技术介绍
随着现代科学技术的发展，电磁波辐射对环境的影响日益增大。因此，治理电磁污染，寻找能抵挡并削弱电磁波辐射的材料已成为材料科学的一大课题。本文中使用的术语“吸波材料”是指能吸收投射到它表面的波能量，并通过材料的介质损耗使波能量转化为热能或其他形式的能量的材料。吸波材料一般由基体材料(或粘接剂)与吸收介质(吸收剂)复合而成。由于各类材料的化学成分和微观结构不同，其吸波机理也不尽相同。尽管如此，材料的吸波性能还是可以用宏观的电磁理论进行分析，工程上也常常使用材料宏观的介电常数和磁导率来评价吸波材料的反射和传输特性。材料吸收电磁波的基本条件是:1，电磁波入射到材料上时，它能尽可能不反射而最大限度地进入材料内部，即要求材料满足阻抗匹配；2，进入材料内的电磁波能迅速地几乎全部衰减掉，即要求材料满足衰减匹配。本领域中已知的吸波材料主要包括以下类型:铁氧体吸波材料，碳纤维结构吸波材料和纳米材料吸波材料。铁氧体吸波涂料是发展最早较为成熟的吸波材料，主要有镍锌铁氧体、锰锌铁氧体和钡系铁氧体等，其吸波机理是磁畴自然共振。铁氧体分为尖晶石型、石榴石型和磁铅石型，其中以六角晶系片状磁铅石型的吸波性能最好，因六角晶系片状磁铅石型铁氧体具有较高的磁性各向异性等效场，其自 然共振频率较高，表现出优良的高频吸波性能。其优点是吸收强、频带较宽、成本低；缺点是密度大，高温特性差。铁氧体吸波材料按微观结构不同，可分磁铅石型、尖晶石型和石榴石型3个主要系列。目前对前两者的研究较多，对石槽石型的研究极少。T.Boudiar、B.Payet-Gervy和M.-F.Blanc-Mignon等研究了用射频溅射法精制的钇铁石榴石(YIG)薄膜的磁光特性(Magneto-optical properties of yttrium iron garnet (YIG) thin films elaborated byradio frequency sputtering，Journal of Magnetism and Magnetic Materials,Volume:284 (2004-12), Page:77-85)。角晶系磁铅石型(以BaFel2019为代表)因其较高的磁性各向异性等效场而具有较高的自然共振频率，通常用作厘米波段和毫米波段的吸收剂，或通过掺杂以进一步展宽频带。尖晶石型铁氧体研究与应用的历史较长，但由于其电磁参数很难满足相对介电常数和相对磁导率尽可能接近的原则，因此单一材料难以满足频带宽、厚度薄和面密度小的要求，常把其粉末分散到磁性微粒中制成复合铁氧体材料，可以通过铁氧体的粒径、组成等来调整其电磁参数以改善铁氧体的吸波性能。李峰(新型碳材料，2000，15 (3):79-80)公开，由于碳纳米管具有良好的导电性能，将其作为微波吸收剂引入聚合物中可形成导电网络，对聚合物具有增强作为，与聚合物符合可成为一种性能优良的电阻型宽带吸波材料，其性能远远超出常规的碳黑、石墨填充的聚合物吸波材料。碳纳米管对于电磁波具有优良吸收作用的原因包括:1，纳米颗粒的尺寸远远小于电磁波波长，对于电磁波的透过率比常规材料要高得多，从而大大减少了波的反射；2，纳米材料的比表面积比常规粉末大3-4个数量级，因此对电磁波的吸收率也比常规粉末大得多。因此，碳纳米管制备的吸波材料具有可控和兼容性好、质量轻等优点。导电高分子吸波涂料通过将导电纤维掺混于常规粉体吸收剂制得，其优点是:密度小、可分子设计、结构多样化、可实现红外和微波兼容、易复合加工，可以较大幅度地提高材料的吸波性能。但是，该种吸波涂料具有频带窄的缺点，特别是在低频波段的吸波效果很差。纳米吸波涂料是将纳米粒子用于涂料中获得具有某些特殊功能的涂料。一方面纳米涂料在常规的力学性能 如附着力、抗冲击、柔韧性方面会得到提高，另一方面有可能提高涂料的耐老化、耐腐蚀、抗福射性能。此外，纳米涂料还可能呈现出某些特殊功能，如自清洁、抗静电、隐身吸波、阻燃等性能。然而，本领域中已知的吸波材料仍存在以下问题:吸波频带窄，吸波量低，力学性能差，吸收机理单一，无法做到兼容。因此，本领域仍然需要新型的吸波材料，其在宽频范围内对电磁参数频散效应不敏感，可在宽频率范围内同时满足阻抗匹配和强吸收。
技术实现思路
本专利技术提供一种吸波材料，其包含聚合物基质、碳纳米管和钛酸钡纳米线。在本专利技术的一个方面，聚合物基质是环氧树脂基质。在本专利技术的另一个方面，聚合物基质包含环氧树脂和环氧树脂固化剂。在本专利技术的另一个方面，所述碳纳米管是Ni改性的碳纳米管。在本专利技术的另一个方面，所述碳纳米管是单壁碳纳米管。在本专利技术的另一个方面，所述碳纳米管是Ni改性的单壁碳纳米管。在本专利技术的另一个方面，所述钛酸钡纳米线的长度为不长于100微米，优选为不长于50微米，更优选不长于20微米，最优选不长于10微米。在本专利技术的另一个方面，本专利技术的吸波材料还包括选自以下的一种或多种材料:碳纳米管分散剂、钛酸钡纳米线分散剂、稀释剂和消泡剂。在本专利技术的另一个方面，本专利技术的吸波材料用于吸收电磁波。本专利技术再一个方面提供制备本专利技术的吸波材料的方法，所述方法包括:将碳纳米管和钛酸钡纳米线加入聚合物基质；和使聚合物基质固化。附图说明附图1示例性描述了钛酸钡纳米线的制备流程。具体实施例方式下面将结合附图和实施例对本专利技术的技术方案进行描述。但是本领域技术人员应该理解，本申请中所描述的技术方案仅仅是本专利技术的示例性描述，而不是对于本专利技术范围的限制。本领域技术人员可根据本申请的描述而对本专利技术的作出各种改变和修饰，所有这些改变和修饰都属于本专利技术保护的范围。除非另有明确定义，本申请上下文中使用的术语具有本领域中通常使用的含义。本申请中所使用的术语“吸波材料”是指任何能吸收投射到它表面的波能量，并通过材料的介质损耗使波能量转化为热能或其他形式的能量的材料。优选的，本专利技术的吸波材料用于吸收电磁波。本申请中的术语“电磁波”是指电磁波(又称电磁辐射)是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，有效的传递能量和动量。电磁辐射可以按照频率分类，从低频率到高频率，包括有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X-射线和伽马射线等等。所有的电磁波都包括在本专利技术的范围内。本专利技术提供一种吸波材料，其包含聚合物基质、碳纳米管和钛酸钡纳米线。本申请中使用的术语“聚合物基质”是指适合作为材料基质的聚合物。聚合物基质可为任何本领域中已知的合适聚合物，只要该基质适合用于吸波材料。本专利技术的聚合物基质可为热塑性聚合物，从而在其融化状态下可将碳纳米管和钛酸钡纳米线加入到其中，然后将其固化，从而形成本专利技术的吸波材料。或者，聚合物基质可为热固性聚合物，在将碳纳米管和钛酸钡纳米线加入到其中后，加入固化剂固化，从而形成本专利技术的吸波材料。再或者，本专利技术的聚合物基质可最初为液体或半固体形态，在将碳纳米管和钛酸钡纳米线加入到其中后，使其处于特定的固化条件下(如光照、接触氧等)，从而形成本专利技术的吸波材料。优选的，所述聚合物基质为环氧树脂。在这种情况下，聚合物基质包含环氧树脂和固化剂。`本申请中使用的术语“环氧树脂”是指是分子中含本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种吸波材料，所述吸波材料包含聚合物基质、碳纳米管和钛酸钡纳米线。
【技术特征摘要】
1.一种吸波材料，所述吸波材料包含聚合物基质、碳纳米管和钛酸钡纳米线。2.权利要求1的吸波材料，其中所述聚合物基质是环氧树脂基质。3.权利要求1的吸波材料，其中所述聚合物基质包含环氧树脂和环氧树脂固化剂。4.权利要求1的吸波材料，其中所述碳纳米管是Ni改性的碳纳米管。5.权利要求1的吸波材料，其中所述碳纳米管是单壁碳纳米管。6.权利要求4或5的吸波材料，其中所述碳纳米管是Ni改性的单壁碳纳米管。7.权利要求1的吸波...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘若鹏，赵治亚，曹燕归，熊晓磊，缪锡根，
申请(专利权)人：深圳光启高等理工研究院，
类型：发明
国别省市：
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