CN113000834B - 吸波材料及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种吸波材料及其制造方法。该吸波材料包括：核心；位于核心外表面的绝缘层；以及位于核心和绝缘层之间的间隙层，其中，核心和绝缘层具有不同的极性或电导率，从而当吸波材料处于电磁波中时，核心、绝缘层和间隙层形成类电容结构，类电容结构用于吸收至少部分电磁波。该吸波材料的核心、绝缘层和间隙层形成类电容结构，可以吸收电磁波，显著提高了吸波材料的吸波性能，并且绝缘层提高了吸波材料的阻抗匹配特性，进一步提高了吸波材料的吸波性能。

Description

吸波材料及其制造方法
技术领域
本发明涉及材料技术领域，更具体地，涉及一种吸波材料及其制造方法。
背景技术
随着电子信息技术的迅猛发展，空间中出现的电磁波污染越来越多样化，电磁波污染会给设备正常工作带来诸多不利影响，例如，设备内部元器件之间的电磁干扰、军事领域中的电磁隐身技术、导弹的微波制导、无线通信领域的信息泄露等，因此电磁波吸收材料受到广泛的关注。
吸波材料是一种电磁屏蔽材料，吸波材料可以吸收和衰减入射电磁波，并将电磁波转化为热能或其它形式能耗散掉，因此吸波材料已经成为了预防电磁污染的重要手段。羰基铁粉是目前最为常用的吸波材料之一，作为一种典型的磁损耗型吸波材料，羰基铁粉具有大的饱和磁化强度、高的磁导率、优良的温度稳定性，因此可以通过涡流损耗和铁磁共振来吸收电磁波，并且羰基铁粉成本低、技术成熟，因此被广泛应用于吸波材料领域。然而，羰基铁粉阻抗匹配性和抗腐蚀性差；介电常数大且频谱特性差，低频吸收性能较差；密度较大，吸收剂体积占空比大、难于分散，长期放置在空气中容易发生氧化。
因此，亟需对现有技术的吸波材料进行进一步改进，以解决上述问题。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种吸波材料及其制造方法，从而显著提升吸波材料的吸波性能。
根据本发明的一方面，提供一种吸波材料，包括：核心；位于所述核心外表面的绝缘层；以及位于所述核心和所述绝缘层之间的间隙层，其中，所述核心和所述绝缘层具有不同的极性或电导率，且所述间隙层的厚度为1-10纳米，从而当所述吸波材料处于电磁波中时，所述核心、所述绝缘层和所述间隙层形成类电容结构，所述类电容结构用于吸收至少部分所述电磁波。
优选地，所述间隙层为空气层。
优选地，所述核心为羰基铁粉颗粒、羰基镍粉颗粒和羰基钴粉颗粒中的任意一种。
优选地，所述绝缘层为氧化镁。
优选地，所述绝缘层的厚度为20-300纳米。
根据本发明的另一方面，提供一种吸波材料的制造方法，包括：形成覆盖核心外表面的牺牲层；形成覆盖所述牺牲层外表面的绝缘层；以及去除所述牺牲层，以形成位于所述核心和所述绝缘层之间的间隙层，其中，所述核心和所述绝缘层具有不同的极性或电导率，从而当所述吸波材料处于电磁场中时，所述核心、所述绝缘层和所述间隙层形成类电容结构，有助于吸收所述电磁波。
优选地，形成所述牺牲层的方法包括：在第一温度下，多次重复以下步骤：向具有所述核心的反应腔内通入具有第一压强的第一前驱体；以及向所述反应腔内通入具有所述第一压强的第二前驱体，从而在所述核心外表面形成单层牺牲材料，其中，多层覆盖于所述核心外表面的所述单层牺牲材料形成所述牺牲层，当所述牺牲层的厚度达到第一厚度之后，停止形成所述单层牺牲材料。
优选地，所述第一厚度为1-15nm，所述第一压强为0.01-1.0Torr，所述第一温度为30-300摄氏度。
优选地，所述第一前驱体包括三甲基硅烷，所述第二前驱体包括氧气或臭氧，所述牺牲层为二氧化硅层。
优选地，形成所述绝缘层的方法包括：在所述核心外表面形成所述牺牲层之后，在第二温度下，多次重复以下步骤：向所述反应腔内交替通入具有第二压强的第三前驱体；以及向所述反应腔内通入具有所述第二压强的第四前驱体，从而在所述牺牲层的外表面形成单层绝缘材料，其中，多层覆盖于所述牺牲层外表面的所述单层绝缘材料形成所述绝缘层，当所述绝缘层的厚度达到第二厚度之后，停止形成所述单层绝缘材料。
优选地，所述第二厚度为20-300nm，所述第二压强为0.01-1.0Torr，所述第二温度为30-300摄氏度。
优选地，所述第三前驱体为双(乙基环戊二烯基)镁或二茂化镁，所述第四前驱体为水、氧气、臭氧和双氧水中的任意一种，所述绝缘层为氧化镁。
优选地，所述核心为羰基铁粉颗粒、羰基镍粉颗粒和羰基钴粉颗粒中的任意一种。
优选地，去除所述牺牲层的方法包括：采用强碱溶液对所述牺牲层进行处理，以去除所述牺牲层。
优选地，所述强碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，所述强碱溶液的浓度为1-3mol/L，其中，所述强碱溶液对所述牺牲层进行处理的反应温度为70-90摄氏度，且反应时间为1-3小时。
本发明提供的吸波材料及其制造方法，形成了绝缘层包覆核心的复合吸波材料，绝缘层大幅提高了材料的阻抗匹配特性，从而提高了吸波材料的吸波性能；并且在间隙层的厚度在1-10nm时，核心、间隙层与绝缘层形成了类电容结构，类电容结构中的感应电磁场进一步加强了电磁波的消耗。
进一步地，在该吸波材料及其制造方法中，在界面处形成大量的纳米界面异质结，有效诱发界面极化，对电子迁移形成散射效应，大幅提升材料的多重反射吸收、强铁磁共振、涡流损耗等电磁波损耗机制，进而显著提升材料的吸波性能；间隙层不仅促进了折射和反射，使电磁波在复合吸波材料内部的有效传输路径大幅延长，促进了电磁波的吸收。
进一步地，在该吸波材料及其制造方法中，利用原子层沉积技术在核心外表面连续包覆牺牲层和绝缘层，大大提高了稳定性和生产效率，并且可以通过严格控制循环次数在纳米级精确调控各层的厚度，其中，原子层沉积技术可以精确控制二氧化硅层的厚度在10nm以下，且间隙层均匀，溶解后可形成类电容结构，提高了复合吸波材料的吸波性能。
进一步地，在该吸波材料及其制造方法中，绝缘层包覆核心能够大幅吸波材料的抗腐蚀性能，提高了吸波材料的稳定性和使用寿命，拓宽了吸波材料的应用范围。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1示出了根据本发明实施例的吸波材料的立体剖视图；
图2a和2b分别示出了根据本发明实施例的吸波材料的电镜照片；
图3a示出了根据本发明实施例的吸波材料的制造方法的流程图；
图3b示出了本发明实施例的牺牲层的制造方法的流程图；
图3c示出了本发明实施例的绝缘层的制造方法的流程图；
图4a至4d分别示出了根据本发明实施例的吸波材料的制造方法的各个阶段的截面图；
图5示出了根据本发明实施例的吸波结构的示意图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
图1示出了根据本发明实施例的吸波材料的立体剖视图；图2a和2b分别示出了根据本发明实施例的吸波材料的电镜照片。
如图1至图4所示，吸波材料100包括核心110和位于核心110外表面的绝缘层130，在核心110和绝缘层130之间具有间隙层120，且核心110和绝缘层130具有不同的极性或电导率，间隙层120的厚度为1-10纳米，从而当吸波材料100处于电磁波中时，核心110、绝缘层130和间隙层120形成了类电容结构，以吸收至少部分电磁波。可选地，核心110为羰基铁粉颗粒、羰基镍粉颗粒和羰基钴粉颗粒中的任意一种，间隙层120为空气层，绝缘层130为氧化镁层、氧化锌层或氧化铝层。可选地，绝缘层的厚度为20-300纳米。
在本发明实施例中，通过对核心110表面包覆的间隙层120和绝缘层130成分和纳米结构尺寸等进行设计，可以获得吸波性能显著提高的吸波材料100。具体的，一方面，绝缘层130大幅提高了材料的阻抗匹配特性，另一方面，核心110、绝缘层130和间隙层120形成的类电容结构进一步加强了电磁波的消耗。
在该实施例中，间隙层120的厚度是形成类电容结构的关键参数，当间隙层120的厚度为1-10纳米时，核心110、绝缘层130和间隙层120可形成类电容结构，可以显著提高吸波材料100的吸波性能；而当间隙层120的厚度大于10nm时，难以形成类电容结构，会明显降低吸波材料100的吸波性能。
在传统的形成复合吸波材料的制备方法中，通常将核心材料置于溶液发生化学反应或物理吸附以形成复合吸波材料，通过控制溶液浓度、反应时间等参数来大致估计吸波材料包覆材料层的厚度，传统的工艺难以精确控制各个材料层的厚度，尤其当材料层厚度要求较小时，更难以控制材料层的厚度。为了形成类电容结构，本发明实施例需要精确控制间隙层厚度在1-10nm，因此采用更为精确和易于控制的原子层沉积技术形成牺牲层，并进一步去除牺牲层以形成间隙层，从而原子层沉积技术可以精确控制间隙层的厚度，这是传统工艺难以做到的。
本申请通过对羰基铁粉(CIP)表面包覆层的成分和纳米结构尺寸等进行设计，通过原子层沉积技术在羰基铁粉的表面均匀包覆牺牲层和绝缘层，然后再利用高浓度的强碱溶液处理中间的二氧化硅牺牲层，最终获得了绝缘层包覆羰基铁的复合吸波材料。
具体的，请参见图1，当吸波材料100处于电磁波中时，为了清楚起见，在图1中仅示出了电磁波中的电场E1。由于间隙层120界面两边的组分具有不同的极性或电导率，即核心110和绝缘层130具有不同的极性或电导率，因此在电场E1的作用下，间隙层120中的自由载流子(包括电子和/或正负离子)向电场E1的正负极移动，引起间隙层120内各点离子密度的变化，从而产生电偶极矩，这种极化称为电荷极化。间隙层120中的自由载流子在宏观移动过程中，被间隙层120中的陷阱或在界面上被俘获，因而在界面的区域(即核心110的外表面和绝缘层130的内表面)有空间电荷积聚，于是，在这些电荷分布不均匀区域形成电偶极矩，称为界面极化。正负电荷在间隙层的两端积累产生电压差，从而形成了类电容结构。电荷在类电容结构中定向移动产生的感应电磁场E2，会和进入核心内部的部分电磁波相互抵消，促进了电磁波的消耗，提高了吸波材料100的吸波性能。
在该实施例中，获得了绝缘层包覆核心的复合吸波材料，大幅提高了材料的阻抗匹配特性，同时在界面处形成大量的纳米界面异质结，有效诱发界面极化，对电子迁移形成散射效应，大幅提升材料的多重反射吸收、强铁磁共振、涡流损耗等电磁波损耗机制，进而显著提升材料的吸波性能。于此同时，间隙层不仅促进了折射和反射，使电磁波在复合吸波材料内部的有效传输路径大幅延长，促进了电磁波的吸收，特别是在空气层的厚度在10nm以下，能够促使羰基铁核心、间隙层与绝缘层形成类电容结构，进一步加强了电磁波的消耗。
图3a示出了根据本发明实施例的吸波材料的制造方法的流程图；图3b示出了本发明实施例的牺牲层的制造方法的流程图；图3c示出了本发明实施例的绝缘层的制造方法的流程图；图4a至4d分别示出了根据本发明实施例的吸波材料的制造方法的各个阶段的截面图。
在步骤S10中，对吸收剂进行预处理，以获得多个核心110，如图4a所示。在该步骤中，以核心110为羰基铁粉(Carbonyl Iron Powder,CIP)颗粒为例，取商品化的吸收剂30g，并对吸收剂进行预处理。在替代的实施例中，核心110为羰基铁粉颗粒、羰基镍粉颗粒和羰基钴粉颗粒中的任意一种。
具体地，将样品放入500ml烧杯，用去离子水清洗3次，超声波清洗30分钟，之后对吸收剂进行抽滤，并用异丙醇对抽滤后的样品重复上述步骤，即用异丙醇清洗3次，超声波清洗30分钟，之后对样品进行抽滤，并将抽滤后的羰基铁粉(包括多个羟基铁粉颗粒)置于真空干燥箱，50℃烘烤10个小时，此时多个羟基铁粉颗粒处于未分散状态。
在步骤S20中，形成覆盖核心110外表面的牺牲层121，如图4b所示。在该步骤中，采用原子层沉积法在核心110的表面官能团位置处和表面缺陷位置处包覆牺牲层121。具体的，可以通过以下步骤S21至S27来形成牺牲层121。
在步骤S21中，将多个核心110分散，以获得单个核心110。具体地，将在步骤S10中获得的羟基铁粉放入多孔容器中；将多孔容器放入反应腔中，然后反复抽真空、置换氮气至少三次；将羰基铁粉在氮气或氩气的气氛下进行流化(流化压力为1-1000torr)或者通过将多孔容器旋转，从而达到将羟基铁粉分散成多个羟基铁粉颗粒的效果。
在步骤S22中，对反应腔进行预处理。具体地，对反应腔进行加热，使反应腔内的温度到30～300摄氏度，在设定温度下保持5～30分钟，并且使反应腔内的气压低于0.01个大气压；之后打开反应腔的出气阀，并通过进气阀向反应腔内脉冲输入清扫气，清扫3～60秒。
在步骤S23中，向反应腔内通入具有第一压强的第一前驱体。在该实施例中，第一前驱体例如为三甲基硅烷。具体地，关闭出气阀，脉冲气态三甲基硅烷，时间为0.01～10秒，接着保持一段时间1秒～5分钟。此时，反应腔内的温度保持在第一温度附近。在该实施例中，第一压强例如为0.01-1.0Torr，第一温度例如为30～300摄氏度。
在步骤S24中，去除反应副产物。具体地，打开出气阀，脉冲清扫气，清扫0.1～1分钟；关闭出气阀，抽真空，从而移去多余的反应副产物。
在步骤S25中，向反应腔内通入具有第一压强的第二前驱体，从而在核心110外表面形成单层牺牲材料。具体的，关闭出气阀，脉冲气态第一前驱体，时间为0.01～10秒，接着保持一段时间1秒～5分钟。在该实施例中，第二前驱体包括氧气或臭氧，牺牲材料为二氧化硅。
在步骤S26中，去除反应副产物。具体地，打开出气阀，脉冲清扫气，清扫0.1～1分钟；关闭出气阀，抽真空，从而移去多余的反应副产物。
在步骤S27中，判断牺牲层121的厚度是否达到第一厚度，若牺牲层121的厚度未达到第一厚度，则重复执行步骤S23至S26，当牺牲层121的厚度达到第一厚度之后，停止重复执行步骤S23至S26。例如，重复执行步骤S23至S26循环100次，直到羰基铁粉颗粒表面的二氧化硅层的厚度为5nm为止。
在步骤S30中，形成覆盖牺牲层121外表面的绝缘层130，如图4c所示。在该步骤中，采用原子层沉积法在牺牲层121外表面包覆绝缘层130。具体的，可以通过以下步骤S31至S37来形成牺牲层121。
在步骤S31中，在核心110外表面形成牺牲层121之后，对具有牺牲层121的核心110进行分散。具体地，将在步骤S20中获得的表面包覆二氧化硅的羟基铁粉放入多孔容器中；将多孔容器放入反应腔中，然后反复抽真空、置换氮气至少三次；将表面包覆二氧化硅的羟基铁粉在氮气或氩气的气氛下进行流化(流化压力为1-1000torr)或者通过将多孔容器旋转，从而达到将表面包覆二氧化硅的羟基铁粉分散的效果。
在步骤S32中，对反应腔进行预处理。具体地，对反应腔进行加热，使反应腔内的温度到30～300摄氏度，在设定温度下保持5～30分钟，并且使反应腔内的气压低于0.01个大气压；之后打开反应腔的出气阀，并通过进气阀向反应腔内脉冲输入清扫气，清扫3～60秒。
在步骤S33中，向反应腔内通入具有第二压强的第三前驱体。在该实施例中，第三前驱体包括金属卤化物或金属有机配合物。具体地，关闭出气阀，脉冲气态第三前驱体，时间为0.01～10秒，接着保持一段时间1秒～5分钟。此时，反应腔内的温度保持在第二温度附近。在该实施例中，第二压强例如为0.01-1.0Torr，第二温度例如为30～300摄氏度。
在步骤S34中，去除反应副产物。具体地，打开出气阀，脉冲清扫气，清扫0.1～1分钟；关闭出气阀，抽真空，从而移去多余的反应副产物。
在步骤S35中，向反应腔内通入具有第二压强的第四前驱体，从而在牺牲层121表面形成绝缘层氧化镁。在该实施例中，第四前驱体为水、氧气、臭氧和双氧水中的任意一种。具体的，关闭出气阀，脉冲气态第四前驱体，时间为0.01～10秒，接着保持一段时间1秒～5分钟。
在步骤S36中，去除反应副产物。具体地，打开出气阀，脉冲清扫气，清扫0.1～1分钟；关闭出气阀，抽真空，从而移去多余的反应副产物。
在步骤S37中，判断绝缘层130的厚度是否达到第二厚度，若绝缘层130的厚度未达到第二厚度，则重复执行步骤S33至S36，当绝缘层130的厚度达到第二厚度之后，停止重复执行步骤S33至S36。例如，重复执行步骤S33至S36循环3000次，直到牺牲层121外表面的氧化镁层的厚度为150nm为止。
在步骤S40中，去除牺牲层121，以形成位于核心110和绝缘层130之间的间隙层120，如图4d所示。在该步骤中，采用强碱溶液对牺牲层121进行处理，以去除牺牲层121，从而形成间隙层120。优选地，强碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，强碱溶液的浓度为1-3mol/L，其中，强碱溶液对牺牲层121进行处理的反应温度为70-90℃，且反应时间为1-3小时。例如，将步骤S30获得的样品在80℃放入浓度为2mol/L的碱性溶液中，保温2小时，之后对样品进行过滤，并过滤后的样品采用去离子水和无水乙醇分别离心清洗三次，40℃真空干燥处理12小时后获得所制备的样品即为多个吸波材料。
通过以上步骤S10至S40，可以形成多种不同实施例的吸波材料100。在以下实施例1至4和对比例1至4的吸波材料100中，具体制造方法与步骤S10至S40基本相同，为了清楚起见，在以下实施例中仅对其使用的材料以及工艺中与步骤S10至S40的不同之处进行描述。
实施例1：
在步骤S23中，第一前驱体为三甲基硅烷，在步骤S25中，第二前驱体为O2，在步骤S27中，循环次数为100次；在步骤S33中，第三前驱体为二茂化镁，在步骤S35中，第四前驱体为O2，在步骤S37中，循环次数为3000次。因此，在该实施例的吸波材料110中，核心110为羰基铁粉颗粒；牺牲层121为二氧化硅层，厚度为5nm；绝缘层130为氧化镁，厚度为150nm。
实施例2：
在步骤S23中，第一前驱体为三甲基硅烷，在步骤S25中，第二前驱体为O2，在步骤S27中，循环次数为100次；在步骤S33中，第三前驱体为双(乙基环戊二烯基)镁，在步骤S35中，第四前驱体为水，在步骤S37中，循环次数为3000次。因此，在该实施例的吸波材料110中，核心110为羰基铁粉颗粒；牺牲层121为二氧化硅层，厚度为5nm；绝缘层130为氧化镁，厚度为150nm。
实施例3：
在步骤S23中，第一前驱体为三甲基硅烷，在步骤S25中，第二前驱体为O2，在步骤S27中，循环次数为30次；在步骤S33中，第三前驱体为二茂化镁，在步骤S35中，第四前驱体为O2，在步骤S37中，循环次数为3000次。因此，在该实施例的吸波材料110中，核心110为羰基铁粉颗粒；牺牲层121为二氧化硅层，厚度为1nm；绝缘层130为氧化镁，厚度为150nm。
实施例4：
在步骤S23中，第一前驱体为三甲基硅烷，在步骤S25中，第二前驱体为O2，在步骤S27中，循环次数为300次；在步骤S33中，第三前驱体为二茂化镁，在步骤S35中，第四前驱体为O2，在步骤S37中，循环次数为3000次。因此，在该实施例的吸波材料110中，核心110为羰基铁粉颗粒；牺牲层121为二氧化硅层，厚度为10nm；绝缘层130为氧化镁，厚度为150nm。
对比例1：
在步骤S23中，第一前驱体为三甲基硅烷，在步骤S25中，第二前驱体为O2，在步骤S27中，循环次数为300次；在步骤S33中，第三前驱体为二茂化镁，在步骤S35中，第四前驱体为O2，在步骤S37中，循环次数为3000次。因此，在该实施例的吸波材料110中，核心110为羰基铁粉颗粒；牺牲层121为二氧化硅层，厚度为15nm；绝缘层130为氧化镁，厚度为150nm。
对比例2：
取商品化的吸收剂(CIP)30g进行前处理，具体步骤如下，样品放入500ml烧杯，用去离子水清洗3次，超声30分钟，抽滤后将得到的样品用异丙醇重复上述步骤，然后将抽滤后的羰基铁置于真空干燥箱，50℃烘烤10个小时。
对比例3：
在步骤S23中，第一前驱体为三甲基硅烷，在步骤S25中，第二前驱体为O2，在步骤S27中，循环次数为100次；在步骤S33中，第三前驱体为二茂化镁，在步骤S35中，第四前驱体为水，在步骤S37中，循环次数为8000次。因此，在该实施例的吸波材料110中，核心110为羰基铁粉颗粒；牺牲层121为二氧化硅层，厚度为5nm；绝缘层130为氧化镁，厚度为400nm。
对比例4：
执行步骤S10-S30，在执行步骤S30中的步骤S37之后，结束工艺流程。第一前驱体为三甲基硅烷，在步骤S25中，第二前驱体为O2，在步骤S27中，循环次数为100次；在步骤S33中，第三前驱体为二茂化镁，在步骤S35中，第四前驱体为O2，在步骤S37中，循环次数为3000次。因此，在该实施例的吸波材料110中，核心110为羰基铁粉颗粒；二氧化硅层厚度为5nm；绝缘层130为氧化镁，厚度为150nm。
实施例1至4和对比例1至4的结构不同之处参见表1，其中，实施例1和实施例2的区别在于形成氧化镁的前驱体不同，实施例1采用二茂化镁和氧气形成氧化镁，实施例2采用双(乙基环戊二烯基)镁和水形成氧化镁。在表2中，将吸波材料制成同轴圆环利用矢量网络分析仪测试吸波性能，采用吸波结构吸收电磁波的频点、峰值和吸收值在-10dB以下带宽的数值(吸波效果达90％以上)表征吸波材料的吸波性能，具体请参见表2。
表1示出了根据实施例1至4和对比例1至4的吸波材料的结构。
取图4d所示的实施例1至4和对比例1-4中的吸波材料100，将吸波材料100均分分散到石蜡中，使吸波材料100占吸波材料100和石蜡的总质量百分比为40％，并将含有吸波材料100的石蜡压制成外径为7.0mm、内径为3.04mm、厚度2mm的环形件200(如图5所示)，采用安捷伦N5224A矢量网络分析仪，使用同轴线法测定电磁参数的复介电常数和复磁导率的电磁参数，测试频率范围为2-18GHz，所得到的各个实施例中的环形件200反射损耗随频率的变化如表2所示。
表2示出了根据不同实施例的环形件200的吸波性能。
从表1和表2可知，对比实施例1和实施例2可知，绝缘层为氧化镁时，前驱体的种类对吸波性能没有显著影响；对比实施例1和实施例3、4可知，空气层的厚度为1-10nm时，具有更良好的吸波性能；对比实施例1和对比例1可知，间隙层的厚度超过10nm吸波性能显著下降；对比实施例1和对比例2可知，吸波材料中的间隙层和核心层显著提高了吸波性能；对比实施例1和对比例4，可知与间隙层为二氧化硅层相比，当间隙层为空气层时，核心、间隙层和绝缘层共同形成了更为有效的类电容结构，空气层作为间隙层能显著提高吸波性能。
应当理解的是，为了清楚起见，在该实施例中仅示出了绝缘层为氧化镁层时的工艺流程，在另外一些实施例中，绝缘层的材料还可以为氧化铝、氧化锌等，绝缘层的厚度可以为20-300nm，其具体制备方法与氧化镁层的制备方法类似，在此不再赘述。
如表2所示，本申请的环形件200采用不同实施例制备的吸波材料，从而获得了具有不同吸波性能的环形件200，并且本实施例的吸波材料大幅提高了材料的阻抗匹配特性，同时在界面处形成大量的纳米界面异质结，有效诱发界面极化，对电子迁移形成散射效应，大幅提升材料的多重反射吸收、强铁磁共振、涡流损耗等电磁波损耗机制，进而显著提升材料的吸波性能。于此同时，间隙层不仅促进了折射和反射，使电磁波在复合吸波材料内部的有效传输路径大幅延长，促进了电磁波的吸收，特别是在空气层的厚度在10nm以下，能够促使羰基铁核心、间隙层与绝缘层形成类电容结构，进一步加强了电磁波的消耗。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种吸波材料，其特征在于，包括：
核心；
位于所述核心外表面的绝缘层；以及
位于所述核心和所述绝缘层之间的空气层，
其中，所述核心和所述绝缘层具有不同的极性或电导率，且所述空气层的厚度为1-10纳米，所述绝缘层的厚度为20-300纳米，从而当所述吸波材料处于电磁波中时，所述核心、所述绝缘层和所述空气层形成类电容结构，所述类电容结构用于吸收至少部分所述电磁波。
2.根据权利要求1所述的吸波材料，其特征在于，所述核心为羰基铁粉颗粒、羰基镍粉颗粒和羰基钴粉颗粒中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的吸波材料，其特征在于，所述绝缘层为氧化镁。
4.一种吸波材料的制造方法，其特征在于，包括：
形成覆盖核心外表面的牺牲层；
形成覆盖所述牺牲层外表面的绝缘层；以及
去除所述牺牲层，以形成位于所述核心和所述绝缘层之间的空气层，
其中，所述核心和所述绝缘层具有不同的极性或电导率，所述绝缘层的厚度为20-300纳米，且所述空气层的厚度为1-10纳米，从而当所述吸波材料处于电磁场中时，所述核心、所述绝缘层和所述空气层形成类电容结构，有助于吸收电磁波。
5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，形成所述牺牲层的方法包括：
在第一温度下，多次重复以下步骤：
向具有所述核心的反应腔内通入具有第一压强的第一前驱体；以及向所述反应腔内通入具有所述第一压强的第二前驱体，从而在所述核心外表面形成单层牺牲材料，
其中，多层覆盖于所述核心外表面的所述单层牺牲材料形成所述牺牲层，当所述牺牲层的厚度达到第一厚度之后，停止形成所述单层牺牲材料。
6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述第一厚度为1-10nm，所述牺牲层为二氧化硅层，所述第一前驱体包括三甲基硅烷，所述第二前驱体包括氧气或臭氧，所述第一压强为0.01-1.0Torr，所述第一温度为30-300摄氏度。
7.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，形成所述绝缘层的方法包括：
在所述核心外表面形成所述牺牲层之后，在第二温度下，多次重复以下步骤：
向所述反应腔内交替通入具有第二压强的第三前驱体；以及
向所述反应腔内通入具有所述第二压强的第四前驱体，从而在所述牺牲层的外表面形成单层绝缘材料，
其中，多层覆盖于所述牺牲层外表面的所述单层绝缘材料形成所述绝缘层，当所述绝缘层的厚度达到第二厚度之后，停止形成所述单层绝缘材料。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述第二厚度为20-300nm，所述绝缘层为氧化镁，所述第三前驱体为双(乙基环戊二烯基)镁或二茂化镁，所述第四前驱体为水、氧气、臭氧和双氧水中的任意一种，所述第二压强为0.01-1.0Torr，所述第二温度为30-300摄氏度。
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