CN106535598A - 一种改进基底的吸波材料 - Google Patents

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张达明
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Abstract

本发明公开了一种改进基底的吸波材料，其自上而下由阻抗匹配层、损耗层和反射层组成，阻抗匹配层由3‑12％MnO2/NiCuZn铁氧体粉体分散到聚苯胺中形成，损耗层为羟基铁粉分散到氯丁橡胶中形成，反射层由石墨分散到氯丁橡胶中形成，所述MnO2/NiCuZn铁氧体粉体中，MnO2:NiCuZn质量比为(6‑18):100。本发明所述的吸波材料，将阻抗匹配层替换为聚苯胺之后，其在厚度为0.2mm时，其最大吸收超过‑21.2dB，性能远远优于采用氯丁橡胶。

Description

一种改进基底的吸波材料
技术领域
本发明涉及新材料技术领域，尤其涉及一种改进基底的吸波材料。
本发明是在先申请“一种石墨烯改性的四氧化三铁吸波材料”和“一种石墨烯改性的钛酸钡吸波材料”的改进发明。
背景技术
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。在机场、机航班因电磁波干扰无法起飞而误点；在医院、移动电话常会干扰各种电子诊疗仪器的正常工作。因此，治理电磁污染，寻找一种能抵挡并削弱电磁波辐射的材料——吸波材料，已成为材料科学的一大课题。
吸波材料指能吸收、衰减投射到材料表面的电磁波能量，并将电磁能通过材料内部的介质损耗转换成成热能等其它形式的能量耗散掉的一类功能材料。吸波材料由吸收剂、胶黏剂及各种助剂组成，其中吸收剂的电磁性能决定了吸波涂层性能的好坏，在细胞材料中起到关键的错用。
研究证实，铁氧体吸波材料性能最佳，它具有吸收频段高、吸收率高、匹配厚度薄等特点。将这种材料应用于电子设备中可吸收泄露的电磁辐射，能达到消除电磁干扰的目的。根据电磁波在介质中从低磁导向高磁导方向传播的规律，利用高磁导率铁氧体引导电磁波，通过共振，大量吸收电磁波的辐射能量，再通过耦合把电磁波的能量转变成热能。
随着现代工艺的发展，对吸波材料的要求越来越高，要求在吸波效果较好的同时，具备较好的物理机械性能、较好的耐高温性以及使用维护简单等。
发明内容
本发明的目的在于提出一种改进基底的吸波材料，能够使得吸波材料性能突出。
发明人的在先申请“一种石墨烯改性的钛酸钡吸波材料”和“一种石墨烯改性的四氧化三铁吸波材料”采用石墨烯粉末/四氧化三铁粉体和石墨烯改性的钛酸钡吸波材料作为吸波主材料，其阻抗匹配层的基底是氯丁橡胶。发明人对该吸波材料进行了优化，对基底进行了优化，寻求更高性能的吸波材料，以期提高吸波性能。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种改进基底的吸波材料，其自上而下由阻抗匹配层、损耗层和反射层组成，阻抗匹配层由3-12％MnO2/NiCuZn铁氧体粉体分散到聚苯胺中形成，损耗层为羟基铁粉分散到氯丁橡胶中形成，反射层由石墨分散到氯丁橡胶中形成，所述MnO2/NiCuZn铁氧体粉体中，MnO2:NiCuZn质量比为(6-18):100。
二氧化锰是一种以锰原子为中心的畸变八面体结构，八面体的顶点由氧原子占据，每个锰原子由六个氧原子所包围形成八面体结构。在软锰矿和无定型二氧化锰的晶体结构中含有较大的隧道和空穴。这种隧道和空穴结构一方面可以接纳其它的离子或分子进入该结构，另一方面在电磁场作用下正负电荷容易向两极移动，最后聚集在界面处产生界面极化和空问电荷极化，这种极化是造成MnO2材料介电损耗的重要原因之一。
目前对MnO2掺杂铁氧体或其他氧化物的电磁性能的研究已经充分说明了这一点。本发明表明，由于二氧化锰的空间电荷极化现象，在NiCuZn铁氧体中加入MnO2可以降低铁氧体材料的磁致伸缩常数，从而明显提高材料的介电常数和磁导率。
在电磁场作用下，二氧化锰结构中的载流子引起局域化堆积，从而造成空间电荷极化，由于空间电荷载流子的堆积需要一定的时间，以使得载流子的轴向与外加电磁场的方向相同，所以在不同的频率下具有不同的极化强度，由此造成二氧化锰粒子的频散特性。
本发明通过特定的配方组分，设计了阻抗匹配层/损耗层/反射层构成的三层复合薄膜，其正面的吸波效果显著优于反面，正面了所述薄膜结构设计的正确。本发明所述的吸波材料，将阻抗匹配层替换为聚苯胺之后，其在厚度为0.2mm时，其最大吸收超过-21.2dB，性能远远优于采用氯丁橡胶。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
一种改进基底的吸波材料，其自上而下由阻抗匹配层、损耗层和反射层组成，阻抗匹配层由3％MnO2/NiCuZn铁氧体粉体到聚苯胺中形成，损耗层为羟基铁粉分散到氯丁橡胶中形成，反射层由石墨分散到氯丁橡胶中形成，MnO2:NiCuZn质量比为6:100。
实施例2
一种改进基底的吸波材料，其自上而下由阻抗匹配层、损耗层和反射层组成，阻抗匹配层由12％MnO2/NiCuZn铁氧体粉体分散到聚苯胺中形成，损耗层为羟基铁粉分散到氯丁橡胶中形成，反射层由石墨分散到氯丁橡胶中形成，MnO2:NiCuZn质量比为18:100。
对比例1
将实施例1中所述阻抗匹配层基底替换为氯丁橡胶，其余与实施例1相同。
对比例2
将实施例2中所述阻抗匹配层基底替换为氯丁橡胶，其余与实施例1相同。
实施例1和2所述的吸波材料，与对比例2的吸波材料对比，当其均在厚度为0.2mm时，本发明其最大吸收超过-21.2.2dB，远远超过对比例1和2，证明采用聚苯胺基体以后，相对于氯丁橡胶，性能获得大幅提升。

Claims (1)

1.一种改进基底的吸波材料，其自上而下由阻抗匹配层、损耗层和反射层组成，阻抗匹配层由3-12％MnO2/NiCuZn铁氧体粉体分散到聚苯胺中形成，损耗层为羟基铁粉分散到氯丁橡胶中形成，反射层由石墨分散到氯丁橡胶中形成，所述MnO2/NiCuZn铁氧体粉体中，MnO2:NiCuZn质量比为(6-18):100。
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张晓林: "石墨烯复合材料的制备及吸波性能", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技I辑》 *
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