CN101530915A - 三层复合结构雷达吸波粉体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三层复合结构雷达吸波粉体及其制备方法。这种雷达吸波粉体具有三层复合结构，其核心部分为碳管或碳纤维，中间层是单分散纳米铁或镍微粒，最外层是非晶态铁；外层包覆有聚酰亚胺薄膜。其制备方法是以天然纤维炭化物或纳米碳管为载体，油酸铁或油酸镍为反应物，经载体吸附、加热分解及氢气还原制得中间产物；以此中间产物为载体，铁盐为反应物，经氢气还原、聚酰亚胺包覆等步骤，形成具有三层复合结构的雷达吸波粉体。这种粉体的基底属电损耗型吸波材料，中间层为顺磁性吸波材料，而外层为超顺磁性吸波材料，具有高效、轻质和吸波频带宽的优点，适合于制作各种涂覆型和结构型的雷达隐身材料，尤其适合于各类飞行器的雷达隐身。
Description
技术领域
本发明涉及一种三层复合结构雷达吸波粉体及其制备方法。
背景技术
铁、镍微粉是目前最常用的磁损耗型雷达吸波粉体之一，它们在涂层中的吸波能力和添加量有关，添加量过低则吸波效果达不到要求，而添加量过高一方面涂层重量过大，此外颗粒之间易形成导电网络，形成对雷达波的全反射。如何提高单位质量铁镍粉体的吸收率，是研制轻质吸收剂的关键。铁镍微粉的吸收率随着粒径的减小而增加，当粒径小于100纳米时，吸收率的增加尤为明显。因此，要制备具有较强吸收率的吸波粉体，降低铁、镍微粉的粒径，并使其单分散分布是目前的研究趋势。采用油酸盐分解法是其中一种有效的方法。以油酸钠及铁盐或镍盐为反应物，通过恒温反应即可得到油酸铁或油酸镍，将其加热分解后，可以得到粒径分布均一、5～15nm的铁或镍微粒。
非晶态铁是指内部原子排列不存在长程有序的铁，在非晶态铁中不存在磁晶各向异性的问题，只要把材料的磁致伸缩系数做到零，就可以得到高磁导率的材料。相比晶态铁，非晶态铁的磁导率和矫顽力与晶态铁大致相当，并具有良好的抗腐蚀特性及磁致伸缩特性。将非晶态铁与纳米铁或镍微粒结合，加上核心部分的具有电损耗的碳管或炭化纤维，所得的三层复合材料对电磁波兼具电损耗及磁损耗。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种三层复合结构雷达吸波粉体及其制备方法。
三层复合结构雷达吸波粉体具有三层复合结构，其核心部分为炭化物，中间层是粒径均一的单分散纳米铁微粒或镍微粒，最外层是非晶态铁；外层表面包覆有聚酰亚胺薄膜(英文名Polyimide，简称PI)。
三层复合结构雷达吸波粉体的制备方法包括如下步骤：
1)将0.05mol铁盐与0.15mol油酸钠，或0.05mol镍盐与0.1mol油酸钠的混合物溶解于200～500mL混合溶剂中，在60～90℃水浴槽中恒温反应2～5小时；所得产物分为两层，上层漂浮物是油酸铁或油酸镍，下层是副产物水溶液，用分液漏斗萃取除去水溶性杂质；
2)将所得油酸铁或油酸镍溶解于20～80mL有机溶剂中，加入相当于溶剂质量0.5～2％的季铵盐类表面活性剂，加入0.5～2克炭化纤维或纳米碳管，混合搅拌均匀后，将产物真空干燥或冷冻干燥；
3)将所得产物置于电炉中，在氢气气氛中升温至400～600℃，恒温15～30分钟后冷却至室温；
4)将5～15克EDTA溶于20～80毫升5％～20％的氨水中，完全溶解后在溶液中加入2～6克铁盐、0.1～0.4克季铵盐表面活性剂、0.5～1.5克抗氧化剂及0.1～0.5克增稠剂；搅拌均匀后取3～10克步骤3)所得产物，浸入到上述溶液中，充分浸润后取出并置于电炉中，在氢气气氛中升温至400～600℃，恒温15～30分钟后切断氢气并冷却至室温；
5)将步骤4)产物浸入聚酰胺酸的二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯酮溶液中，摇匀后过滤，去除多余的溶液，将载体置于密闭容器中抽真空，将所得固相置于电炉中，在氮气保护下加热到200～300℃，恒温1～2小时。得到具有三层复合结构的雷达吸波粉体。
所说的铁盐是硝酸铁、硫酸铁或三氯化铁及其水合物；所说的镍盐是醋酸镍、硝酸镍、硫酸镍或二氯化镍及其水合物；所述的混合溶剂由水、无水乙醇、己烷或凝析油组成，三者的体积比为1：1.2～1.5：2～2.5；所述的载体是天然植物纤维棉花、木棉、棉子绒、麻类纤维或粘胶纤维在隔绝空气或在氮气保护下450～650℃高温炭化形成的炭化纤维；所述的有机溶剂为氯仿、石油醚、1-十八烯、油酸、乙醚、二氯甲烷或四氯化碳；所述的季铵盐表面活性剂为十八烷基三甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵、十八烷基溴化铵、十六烷基溴化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵、十四烷基三甲基氯化铵或十四烷基二甲基苄基氯化铵；所述的抗氧化剂为生育酚、抗坏血酸、丁羟甲苯(BHT)、丁羟甲氧苯(BHA)或乙氧喹啉；所述的增稠剂为淀粉、明胶、果胶、糊精、甲基纤维素、聚乙烯醇或聚丙烯酰胺。
本发明以天然植物纤维炭化物或纳米碳管为载体，油酸铁或油酸镍为反应物，经载体吸附、加热分解及氢气还原制得中间产物；以此中间产物为载体，铁盐为反应物，经加热分解、氢气还原、聚酰亚胺包覆等步骤，形成具有三层复合结构的雷达吸波粉体。这三层结构具有各不相同的电磁特征，核心层为电损耗型吸波材料，中间层和外层分别为顺磁性和超顺磁性吸波材料，是一种兼有磁损耗和介电损耗特性的复合型雷达吸波粉体。本发明使用的原料来源广泛，制备工艺简单，成本低廉，吸波频带宽，化学性质稳定，与有机涂料、塑料亲和性好，适合于制作各种涂覆型雷达隐身材料。
具体实施方式
三层复合结构雷达吸波粉体具有三层复合结构，其核心层为炭化物，属电损耗型吸波材料；中间层是粒径介于1～50nm的铁或镍微粒，为顺磁性磁耗型吸波材料；外层是非晶态铁，为超顺磁性磁耗型吸波材料；外层表面包覆有聚酰亚胺(英文名Polyimide，简称PI)。
制备方法的第一步是合成中间体油酸铁或油酸镍。首先将铁盐或镍盐与油酸钠按化学计量比混合，即：三价铁盐与油酸钠的摩尔比为1：3，二价镍盐与油酸钠的摩尔比为1：2。将它们共同溶解在用水、无水乙醇、己烷按1：1.2～1.5：2～2.5的体积比配置而成的混合溶剂中。用凝析油替代己烷可以降低成本。将混合溶液搅拌均匀后在60～90℃水浴槽中恒温反应2～5小时，生成的油酸铁或油酸镍漂浮在上部，下层是副产物水溶液，用丙酮或分液漏斗萃取除去水溶性杂质后，所得油状物即为油酸铁或油酸镍。
将所得油酸铁或油酸镍用氯仿、油酸等有机溶剂溶解稀释，并向溶液中加入相当于溶剂重量0.5～2％的季铵盐类表面活性剂，以增强油酸铁或油酸镍在载体表面的附着力。按每50mmol铁盐或镍盐0.5～2克载体的比例，将事先制备好的炭化纤维或碳管加入到含有油酸铁或油酸镍的溶液中。充分浸润后抽真空干燥或冷冻干燥，以除去有机溶剂并使油酸铁或油酸镍紧密附着在载体上。
将载有油酸铁或油酸镍的载体置于电炉中，在氢气气氛中升温至400～600℃，并恒温15～30分钟，此时油酸铁或油酸镍分解，并被氢气还原成金属单质。从而形成了核心层为炭化物，表层为单分散纳米铁或纳米镍颗粒的中间产物。
制备方法的第四步是以第三步产物为载体，搭载非晶态铁。将5～15克EDTA溶于20～80毫升5％～20％的氨水中，EDTA与氨水反应，形成EDTA铵盐的水溶液；完全溶解后在溶液中加入2～6克铁盐、0.1～0.4克季铵盐表面活性剂、0.5～1.5克抗氧化剂及0.1～0.5克增稠剂。EDTA与溶液中的Fe3+阳离子形成易溶于水的螯合物，表面活性剂的作用是增强载体与铁螯合物之间的亲和力，抗氧化剂的作用是防止载体中的纳米铁或镍颗粒被氧化，增稠剂的作用是增加所得溶液的粘性，从而有利于被载体所吸收。搅拌均匀后取3～10克步骤3)所得产物，浸入到上述溶液中，充分浸润后取出并置于密闭容器中，导入氢气在电炉中升温至400～600℃，恒温15～30分钟后切断氢气并冷却至室温；EDTA-Fe螯合物在高温下分解，并被还原成为非晶态铁，包覆在第三步产物载体之上。
制备方法的最后一步是对所得产物进行包覆。由于产物是搭载于载体上的纳米铁或镍颗粒以及非晶态铁，其化学性质十分活泼，在空气中极易被氧化。因此产物从密闭还原炉中取出后，立即浸入聚酰胺酸的二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯酮溶液中，摇匀后过滤，去除多余的溶液，将载体置于密闭容器中抽真空，使溶剂蒸发，将过滤所得固相置于电炉中，在氮气保护下加热到200～300℃，并恒温1～2小时。在180℃以上温度下，聚酰亚胺酸分子脱水环化，生成聚酰亚胺。聚酰亚胺(英文名Polyimide，简称PI)是一种综合性能优异的超级工程塑料，可在250℃高温环境下长期工作，并拥有着优异的力学性、热尺寸稳定性、介电性、耐磨损、耐候性、透波性、自润滑等性能。聚酰亚胺酸的脱水反应在氮气保护下进行。最好将试料分步将加热到200～280℃，即每升温50～100℃恒温半小时至一小时，这样形成的包覆膜性能最佳。
也可使用环氧树脂对粉体进行包覆。先将环氧树脂溶解在稀释液中，如丙酮和二甲苯，再将固化剂溶入。粉体被环氧树脂包覆后可在空气中室温固化。环氧树脂的成本低，包覆工艺简单，但性能不如聚酰亚胺。
最终产物是具有三层复合结构的黑色粉体，它们被PI包覆成形，疏松的结构得以保留，中间层的纳米铁或镍颗粒及表层的非晶态铁大大提高了粉体的磁损耗率，而粉体被PI包覆后，其表面介电常数降低，有利于形成最佳阻抗匹配，同时也提高了吸波材料的耐候性。
以下结合具体实例进一步说明本发明。
实施例1：
1)将50mmol九水硝酸铁(20.2克)、150mmol油酸钠(45.7克)溶解于50毫升去离子水、60毫升乙醇和100毫升正己烷中，混合物在60℃水浴槽中恒温反应5小时；所得产物分为两层，上层漂浮物是油酸铁，下层是副产物水溶液，用分液漏斗萃取除去水溶性杂质；
2)将所得油酸铁溶解于20毫升氯仿中，加入0.1克十八烷基三甲基氯化铵，加入0.5克炭化棉纤维，混合搅拌均匀后，将产物真空干燥；
3)将所得产物置于电炉中，在氢气气氛中升温至400℃，恒温30分钟后冷却至室温；
4)将5克EDTA溶于20毫升5％的氨水中，完全溶解后在溶液中加入2克九水硝酸铁、0.1克十六烷基三甲基溴化铵、0.5克乙氧喹啉及0.1克淀粉；搅拌均匀后取3克步骤3)所得产物，浸入到上述溶液中，充分浸润后取出并置于电炉中，在氢气气氛中升温至600℃，恒温15分钟后切断氢气并冷却至室温；
5)将步骤4)产物浸入聚酰胺酸的二甲基甲酰胺溶液中，摇匀后过滤，去除多余的溶液，将载体置于密闭容器中抽真空，将过滤所得固相置于电炉中，在氮气保护下加热到200℃，恒温2小时。得到具有三层复合结构的雷达吸波粉体。
实施例2：
1)将50mmol四水醋酸镍(12.4克)、100mmol油酸钠(30.4克)溶解于100毫升去离子水、150毫升乙醇和250毫升正己烷中，混合物在90℃水浴槽中恒温反应2小时；所得产物分为两层，上层漂浮物是油酸镍，下层是副产物水溶液，用分液漏斗萃取除去水溶性杂质；
2)将所得油酸镍溶解于80毫升石油醚中，加入1.5克双十八烷基二甲基氯化铵，加入2克炭化木棉纤维，混合搅拌均匀后，将产物冷冻干燥；
3)将所得产物置于电炉中，在氢气气氛中升温至600℃，恒温15分钟后冷却至室温；
4)将15克EDTA溶于80毫升20％的氨水中，完全溶解后在溶液中加入6克九水硫酸铁、0.4克双十八烷基二甲基氯化铵、1.5克丁羟甲氧苯及0.5克明胶；搅拌均匀后取10克步骤3)所得产物，浸入到上述溶液中，充分浸润后取出并置于电炉中，在氢气气氛中升温至400℃，恒温30分钟后切断氢气并冷却至室温；
5)将步骤4)产物浸入聚酰胺酸的二甲基甲酰胺溶液中，摇匀后过滤，去除多余的溶液，将载体置于密闭容器中抽真空，将过滤所得固相置于电炉中，在氮气保护下加热到300℃，恒温1小时。得到具有三层复合结构的雷达吸波粉体。
实施例3：
1)将50mmol九水硫酸铁(27.2克)、150mmol油酸钠(45.7克)溶解于60毫升去离子水、80毫升乙醇和130毫升正己烷中，混合物在70℃水浴槽中恒温反应4小时；所得产物分为两层，上层漂浮物是油酸铁，下层是副产物水溶液，用分液漏斗萃取除去水溶性杂质；
2)将所得油酸铁溶解于30毫升1-十八烯中，加入0.5克十八烷基三甲基溴化铵，加入0.6克炭化棉子绒纤维，混合搅拌均匀后，将产物冷冻干燥；
3)将所得产物置于电炉中，在氢气气氛中升温至450℃，恒温25分钟后冷却至室温；
4)将7克EDTA溶于30毫升15％的氨水中，完全溶解后在溶液中加入3克无水硫酸铁、0.35克十八烷基三甲基氯化铵、1.3克丁羟甲苯及0.2克果胶；搅拌均匀后取4克步骤3)所得产物，浸入到上述溶液中，充分浸润后取出并置于电炉中，在氢气气氛中升温至550℃，恒温20分钟后切断氢气并冷却至室温；
5)将步骤4)产物浸入聚酰胺酸的N-甲基吡咯酮溶液中，摇匀后过滤，去除多余的溶液，将载体置于密闭容器中抽真空，将过滤所得固相置于电炉中，在氮气保护下加热到220℃，恒温1.5小时。得到具有三层复合结构的雷达吸波粉体。
实施例4：
1)将50mmol六水硝酸镍(14.5克)、100mmol油酸钠(30.4克)溶解于70毫升去离子水、100毫升乙醇和150毫升正己烷中，混合物在80℃水浴槽中恒温反应3小时；所得产物分为两层，上层漂浮物是油酸镍，下层是副产物水溶液，用分液漏斗萃取除去水溶性杂质；
2)将所得油酸镍溶解于40毫升油酸中，加入0.3克十六烷基三甲基溴化铵，加入0.8克炭化苎麻纤维，混合搅拌均匀后，将产物冷冻干燥；
3)将所得产物置于电炉中，在氢气气氛中升温至500℃，恒温20分钟后冷却至室温；
4)将9克EDTA溶于40毫升10％的氨水中，完全溶解后在溶液中加入4克无水氯化铁、0.15克十四烷基二甲基苄基氯化铵、0.75克抗坏血酸及0.4克糊精；搅拌均匀后取5克步骤3)所得产物，浸入到上述溶液中，充分浸润后取出并置于电炉中，在氢气气氛中升温至500℃，恒温20分钟后切断氢气并冷却至室温；
5)将步骤4)产物浸入聚酰胺酸的N-甲基吡咯酮溶液中，摇匀后过滤，去除多余的溶液，将载体置于密闭容器中抽真空，将过滤所得固相置于电炉中，在氮气保护下加热到240℃，恒温1.8小时。得到具有三层复合结构的雷达吸波粉体。
实施例5：
1)将50mmol无水硫酸铁(20.0克)、150mmol油酸钠(45.7克)溶解于80毫升去离子水、100毫升乙醇和175毫升正己烷中，混合物在65℃水浴槽中恒温反应2小时；所得产物分为两层，上层漂浮物是油酸铁，下层是副产物水溶液，用分液漏斗萃取除去水溶性杂质；
2)将所得油酸铁溶解于50毫升乙醚中，加入0.6克十二烷基二甲基苄基氯化铵，加入1.0克单层纳米碳管，混合搅拌均匀后，将产物真空干燥；
3)将所得产物置于电炉中，在氢气气氛中升温至550℃，恒温25分钟后冷却至室温；
4)将11克EDTA溶于50毫升7.5％的氨水中，完全溶解后在溶液中加入5克六水氯化铁、0.2克十二烷基三甲基氯化铵、0.6克生育酚及0.15克甲基纤维素；搅拌均匀后取6克步骤3)所得产物，浸入到上述溶液中，充分浸润后取出并置于电炉中，在氢气气氛中升温至450℃，恒温15分钟后切断氢气并冷却至室温；
5)将步骤4)产物浸入聚酰胺酸的二甲基甲酰胺溶液中，摇匀后过滤，去除多余的溶液，将载体置于密闭容器中抽真空，将过滤所得固相置于电炉中，在氮气保护下加热到260℃，恒温1.4小时。得到具有三层复合结构的雷达吸波粉体。
实施例6：
1)将50mmol六水硫酸镍(13.1克)、100mmol油酸钠(30.4克)溶解于90毫升去离子水、130毫升乙醇和200毫升正己烷中，混合物在75℃水浴槽中恒温反应4小时；所得产物分为两层，上层漂浮物是油酸镍，下层是副产物水溶液，用分液漏斗萃取除去水溶性杂质；
2)将所得油酸镍溶解于60毫升二氯甲烷中，加入0.9克十二烷基三甲基氯化铵，加入1.2克多层纳米碳管，混合搅拌均匀后，将产物真空干燥；
3)将所得产物置于电炉中，在氢气气氛中升温至425℃，恒温30分钟后冷却至室温；
4)将13克EDTA溶于60毫升12.5％的氨水中，完全溶解后在溶液中加入6克九水硝酸铁、0.25克十二烷基二甲基苄基氯化铵、0.8克乙氧喹啉及0.1克聚乙烯醇；搅拌均匀后取7克步骤3)所得产物，浸入到上述溶液中，充分浸润后取出并置于电炉中，在氢气气氛中升温至575℃，恒温15分钟后切断氢气并冷却至室温；
5)将步骤4)产物浸入聚酰胺酸的二甲基甲酰胺溶液中，摇匀后过滤，去除多余的溶液，将载体置于密闭容器中抽真空，将过滤所得固相置于电炉中，在氮气保护下加热到280℃，恒温1.2小时。得到具有三层复合结构的雷达吸波粉体。
实施例7：
1)将50mmol无水氯化铁(8.1克)、150mmol油酸钠(45.7克)溶解于90毫升去离子水、120毫升乙醇和240毫升正己烷中，混合物在85℃水浴槽中恒温反应3小时；所得产物分为两层，上层漂浮物是油酸铁，下层是副产物水溶液，用分液漏斗萃取除去水溶性杂质；
2)将所得油酸铁溶解于70毫升四氯化碳中，加入1克十四烷基二甲基苄基氯化铵，加入1.6克炭化蓖麻纤维，混合搅拌均匀后，将产物冷冻干燥；
3)将所得产物置于电炉中，在氢气气氛中升温至475℃，恒温25分钟后冷却至室温；
4)将14克EDTA溶于70毫升17.5％的氨水中，完全溶解后在溶液中加入2克九水硫酸铁、0.3克十六烷基三甲基溴化铵、1.0克丁羟甲氧苯及0.2克聚丙烯酰胺；搅拌均匀后取8克步骤3)所得产物，浸入到上述溶液中，充分浸润后取出并置于电炉中，在氢气气氛中升温至525℃，恒温15分钟后切断氢气并冷却至室温；
5)将步骤4)产物浸入聚酰胺酸的N-甲基吡咯酮溶液中，摇匀后过滤，去除多余的溶液，将载体置于密闭容器中抽真空，将过滤所得固相置于电炉中，在氮气保护下加热到290℃，恒温1小时。得到具有三层复合结构的雷达吸波粉体。
实施例8：
1)将50mmol六水氯化镍(11.9克)、100mmol油酸钠(30.4克)溶解于80毫升去离子水、100毫升乙醇和200毫升正己烷中，混合物在70℃水浴槽中恒温反应4小时；所得产物分为两层，上层漂浮物是油酸镍，下层是副产物水溶液，用分液漏斗萃取除去水溶性杂质；
2)将所得油酸镍溶解于45毫升氯仿中，加入0.2克十八烷基三甲基氯化铵，加入1.8克炭化棉纤维加，混合搅拌均匀后，将产物冷冻干燥；
3)将所得产物置于电炉中，在氢气气氛中升温至525℃，恒温20分钟后冷却至室温；
4)将12克EDTA溶于35毫升9％的氨水中，完全溶解后在溶液中加入3克无水硫酸铁、0.35克十八烷基三甲基溴化铵、1.2克丁羟甲苯及0.3克明胶；搅拌均匀后取9克步骤3)所得产物，浸入到上述溶液中，充分浸润后取出并置于电炉中，在氢气气氛中升温至475℃，恒温25分钟后切断氢气并冷却至室温；
5)将步骤4)产物浸入聚酰胺酸的N-甲基吡咯酮溶液中，摇匀后过滤，去除多余的溶液，将载体置于密闭容器中抽真空，将过滤所得固相置于电炉中，在氮气保护下加热到270℃，恒温1.3小时。得到具有三层复合结构的雷达吸波粉体。
实施例9：
1)将50mmol六水氯化铁(12.9克)、150mmol油酸钠(45.7克)溶解于70毫升去离子水、90毫升乙醇和150毫升正己烷中，混合物在90℃水浴槽中恒温反应2小时；所得产物分为两层，上层漂浮物是油酸铁，下层是副产物水溶液，用分液漏斗萃取除去水溶性杂质；
2)将所得油酸铁溶解于35毫升油酸中，加入0.4克双十八烷基二甲基氯化铵，加入0.7克炭化木棉纤维，混合搅拌均匀后，将产物真空干燥；
3)将所得产物置于电炉中，在氢气气氛中升温至575℃，恒温15分钟后冷却至室温；
4)将10克EDTA溶于55毫升16％的氨水中，完全溶解后在溶液中加入4克无水氯化铁、0.4克双十八烷基二甲基氯化铵、1.4克抗坏血酸及0.4克甲基纤维素；搅拌均匀后取10克步骤3)所得产物，浸入到上述溶液中，充分浸润后取出并置于电炉中，在氢气气氛中升温至425℃，恒温30分钟后切断氢气并冷却至室温；
5)将步骤4)产物浸入聚酰胺酸的二甲基甲酰胺溶液中，摇匀后过滤，去除多余的溶液，将载体置于密闭容器中抽真空，将过滤所得固相置于电炉中，在氮气保护下加热到250℃，恒温1.5小时。得到具有三层复合结构的雷达吸波粉体。
实施例10：
1)将50mmol无水氯化镍(7.1克)、100mmol油酸钠(30.4克)溶解于60毫升去离子水、90毫升乙醇和150毫升正己烷中，混合物在60℃水浴槽中恒温反应5小时；所得产物分为两层，上层漂浮物是油酸镍，下层是副产物水溶液，用分液漏斗萃取除去水溶性杂质；
2)将所得油酸镍溶解于65毫升四氯化碳中，加入0.9克十六烷基三甲基溴化铵，加入1.3克炭化棉子绒纤维，混合搅拌均匀后，将产物冷冻干燥；
3)将所得产物置于电炉中，在氢气气氛中升温至450℃，恒温25分钟后冷却至室温；
4)将8克EDTA溶于75毫升12％的氨水中，完全溶解后在溶液中加入5克六水氯化铁、0.1克十八烷基三甲基氯化铵、1.5克生育酚及0.5克聚乙烯醇；搅拌均匀后取3克步骤3)所得产物，浸入到上述溶液中，充分浸润后取出并置于电炉中，在氢气气氛中升温至600℃，恒温15分钟后切断氢气并冷却至室温；
5)将步骤4)产物浸入聚酰胺酸的N-甲基吡咯酮溶液中，摇匀后过滤，去除多余的溶液，将载体置于密闭容器中抽真空，将过滤所得固相置于电炉中，在氮气保护下加热到230℃，恒温1.8小时。得到具有三层复合结构的雷达吸波粉体。
本发明的制备方法是以天然植物纤维炭化物或纳米碳管为载体，油酸铁或油酸镍为反应物，经载体吸附、加热分解及氢气还原制得中间产物；以此中间产物为载体，铁盐为反应物，经加热分解、氢气还原、聚酰亚胺包覆等步骤，形成具有三层复合结构的雷达吸波粉体。这种三层复合结构雷达吸波粉体的基底层属电损耗型吸波材料，中间层为顺磁性吸波材料，而外层为超顺磁性吸波材料。这三种性质不同的吸波层大为增强了粉体对电磁波的吸收效率，具有高效、轻质和吸波频带宽的优点，适合于制作各种涂覆型和结构型的雷达隐身材料，尤其适合于各类飞行器的雷达隐身。
Claims (10)
1.一种三层复合结构雷达吸波粉体，其特征在于它具有三层复合结构，其核心层为碳管或碳纤维，中间层是1～50纳米的单分散铁微粒或镍微粒，最外层是非晶态铁；外层表面包覆有聚酰亚胺薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种三层复合结构雷达吸波粉体的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)将0.05mol铁盐与0.15mol油酸钠，或0.05mol镍盐与0.1mol油酸钠的混合物溶解于200～500mL混合溶剂中，在60～90℃水浴槽中恒温反应2～5小时；所得产物分为两层，上层漂浮物是油酸铁或油酸镍，下层是副产物水溶液，用分液漏斗萃取除去水溶性杂质；
2)将所得油酸铁或油酸镍溶解于20～80mL有机溶剂中，加入相当于溶剂质量0.5～2％的季铵盐类表面活性剂，加入0.5～2克炭化纤维或纳米碳管，混合搅拌均匀后，将产物真空干燥或冷冻干燥；
3)将所得产物置于电炉中，在氢气气氛中升温至400～600℃，恒温15～30分钟后冷却至室温；
4)将5～15克EDTA溶于20～80毫升5％～20％的氨水中，完全溶解后在溶液中加入2～6克铁盐、0.1～0.4克季铵盐表面活性剂、0.5～1.5克抗氧化剂及0.1～0.5克增稠剂；搅拌均匀后取3～10克步骤3)所得产物，浸入到上述溶液中，充分浸润后取出并置于电炉中，在氢气气氛中升温至400～600℃，恒温15～30分钟后切断氢气并冷却至室温；
5)将步骤4)产物浸入聚酰胺酸的二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯酮溶液中，摇匀后过滤，去除多余的溶液，将载体置于密闭容器中抽真空，将所得固相置于电炉中，在氮气保护下加热到200～300℃，恒温1～2小时。得到具有三层复合结构的雷达吸波粉体。
3.根据权利要求2所述的一种三层复合结构雷达吸波粉体的制备方法，其特征在于所说的铁盐是硝酸铁、硫酸铁或三氯化铁及其水合物。
4.根据权利要求2所述的一种三层复合结构雷达吸波粉体的制备方法，其特征在于所说的镍盐是醋酸镍、硝酸镍、硫酸镍或二氯化镍及其水合物。
5.根据权利要求2所述的一种三层复合结构雷达吸波粉体的制备方法，其特征在于所述的混合溶剂由水、无水乙醇、己烷或凝析油组成，三者的体积比为1：1.2～1.5：2～2.5。
6.根据权利要求2所述的一种三层复合结构雷达吸波粉体的制备方法，其特征在于所述的载体是天然植物纤维棉花、木棉、棉子绒、麻类纤维或粘胶纤维在隔绝空气或在氮气保护下450～650℃高温炭化形成的炭化纤维。
7.根据权利要求2所述的一种三层复合结构雷达吸波粉体的制备方法，其特征在于所述的有机溶剂为氯仿、石油醚、1-十八烯、油酸、乙醚、二氯甲烷或四氯化碳。
8.根据权利要求2所述的一种三层复合结构雷达吸波粉体的制备方法，其特征在于所述的季铵盐表面活性剂为十八烷基三甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵、十八烷基溴化铵、十六烷基溴化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵、十四烷基三甲基氯化铵或十四烷基二甲基苄基氯化铵。
9.根据权利要求2所述的一种三层复合结构雷达吸波粉体的制备方法，其特征在于所述的抗氧化剂为生育酚、抗坏血酸、丁羟甲苯(BHT)、丁羟甲氧苯(BHA)或乙氧喹啉。
10.根据权利要求2所述一种的三层复合结构雷达吸波粉体的制备方法，其特征在于所述的增稠剂为淀粉、明胶、果胶、糊精、甲基纤维素、聚乙烯醇或聚丙烯酰胺。
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Cited By (7)
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|---|---|---|---|---|
| CN101817248A (zh) * | 2010-04-16 | 2010-09-01 | 泰州拓谷超细粉体材料有限公司 | 薄膜结构Ku波段雷达吸波材料 |
| CN102971259A (zh) * | 2010-06-29 | 2013-03-13 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 油酸铁的合成及其用途 |
| CN103170637A (zh) * | 2013-03-22 | 2013-06-26 | 沈阳化工大学 | 含羧基有机物辅助制备金属及高分散金属催化剂的方法 |
| CN104031576A (zh) * | 2014-05-20 | 2014-09-10 | 江阴市诺科科技有限公司 | 一种多层结构雷达吸波布及其制备方法 |
| CN110603908A (zh) * | 2017-05-16 | 2019-12-20 | 株式会社村田制作所 | 具有电磁屏蔽件的电子部件及其制造方法 |
| CN110802781A (zh) * | 2019-09-27 | 2020-02-18 | 浙江瑞堂塑料科技股份有限公司 | 一种隐身水雷壳体及其制备方法 |
| CN117547349A (zh) * | 2024-01-10 | 2024-02-13 | 中国科学技术大学 | 一种激光间质热疗装置 |
-
2009
- 2009-04-16 CN CN200910097727A patent/CN101530915A/zh not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101817248A (zh) * | 2010-04-16 | 2010-09-01 | 泰州拓谷超细粉体材料有限公司 | 薄膜结构Ku波段雷达吸波材料 |
| CN101817248B (zh) * | 2010-04-16 | 2012-07-04 | 江苏万华拓谷新材料科技有限公司 | 薄膜结构Ku波段雷达吸波材料 |
| CN102971259A (zh) * | 2010-06-29 | 2013-03-13 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 油酸铁的合成及其用途 |
| CN103170637A (zh) * | 2013-03-22 | 2013-06-26 | 沈阳化工大学 | 含羧基有机物辅助制备金属及高分散金属催化剂的方法 |
| CN103170637B (zh) * | 2013-03-22 | 2015-11-18 | 沈阳化工大学 | 含羧基有机物辅助制备金属及高分散金属催化剂的方法 |
| CN104031576A (zh) * | 2014-05-20 | 2014-09-10 | 江阴市诺科科技有限公司 | 一种多层结构雷达吸波布及其制备方法 |
| CN104031576B (zh) * | 2014-05-20 | 2015-07-29 | 江阴市诺科科技有限公司 | 一种多层结构雷达吸波布及其制备方法 |
| CN110603908A (zh) * | 2017-05-16 | 2019-12-20 | 株式会社村田制作所 | 具有电磁屏蔽件的电子部件及其制造方法 |
| CN110802781A (zh) * | 2019-09-27 | 2020-02-18 | 浙江瑞堂塑料科技股份有限公司 | 一种隐身水雷壳体及其制备方法 |
| CN117547349A (zh) * | 2024-01-10 | 2024-02-13 | 中国科学技术大学 | 一种激光间质热疗装置 |
| CN117547349B (zh) * | 2024-01-10 | 2024-04-26 | 中国科学技术大学 | 一种激光间质热疗装置 |
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