CN113322453B - 一种木质复合材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种木质复合材料的制备方法，以宽频范围内高吸收与低反射协同效应的木质复合材料为核心，从可控电磁梯度多层结构入手，设计以木材为骨架，采用连续化学镀(先化学镀Cu而后化学镀Ni)和机械搅拌方法，构建可控电磁梯度“三明治”结构和特殊界面极化机制，调控正向电导梯度和负向磁梯度二者的电磁协同效应，实现穿透电磁波经历一个特定“吸收‑反射‑吸收‑反射‑吸收”路径，从而得到了一种可控电磁梯度Ni‑Fe3O4@GO/Cu‑中空纤维/木材多层结构复合材料。

Description

一种木质复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，更具体的说是涉及一种木质复合材料的制备方法。
背景技术
随着科技的高速发展，电器及电子设备的大量应用促进了科学技术飞速发展。特别是以电磁波为载体的现代通信技术极大地方便了日常交流，使世界变成“地球村”。但人类在享受电磁波带来通信便利的同时，也承受着电磁辐射的伤害。随着电子设备小型化、高度集成化的发展，人类所处的电磁环境越来越复杂。如何有效地防止电磁辐射对人体的伤害，已成为目前研究和开发防电磁辐射产品的重点。近年来，有关双层和多层结构电磁屏蔽材料的研究及开发已成为电磁领域的研究热点。研究表明，双层电磁屏蔽材料的屏蔽效果较优于单层材料的屏蔽效果。
木材是自然界中最典型的生物复合材料，它是由多种化学成分和多种细胞天然复合而成，强重比大、隔热、隔音性好、加工能耗低、对环境污染小、可再生、可自然降解等优点，是制备绿色高效型屏蔽材料的理想基材。
目前，用于电磁干扰屏蔽的材料大多采用反射过程，以尽量减少吸收。屏蔽体常采用可移动的载流子(电子或空穴)，其可以与辐射场中的电磁场相互作用。由于金属中含有自由电子，于是金属最常用到电磁屏蔽领域。金属铜(Cu)是一种低电阻率金属，电导高，屏蔽效果好；金属镍(Ni)常用作制备磁性材料，其具有优异的导电性、导磁性和导热性，纳米尺度的Ni还具有很好的超顺磁性。
木质金属复合材料作为一种质轻、易制备、屏蔽效能优良的材料，其制备技术发展较快。在木材表面覆盖一层金属可提高木材的电磁屏蔽效能、耐温性、耐磨性及强度。非金属材料表面金属化方法有很多，主要有真空热蒸发沉积、真空蒸镀、溅射、化学气相沉积、物理气相沉积、电泳、电镀、化学镀、置换镀等。化学镀因具有操作简单、成本低等优点而被广泛应用。
20世纪80年代日本学者对木材化学镀方面进行了大量研究，长泽长八郎团队与张翠芬教授团队针对木片刨花、单板化学镀镍以及制品的导电性和电磁屏蔽性进行了研究。品川俊一团队针对木粉中添加金属粉末和经过化学镀的导电纤维制成板材做了大量研究，所制成的板材电磁波的屏蔽性能最高可达50dB左右，而对于经过化学镀镍的导电纤维制成板材在添加量为7.3％和9.0％时，所制成的板材的电磁破屏蔽性能就可以达到20dB和50dB左右。长泽长八郎团队对化学镀镍的木片制成刨花板进行了防静电和电磁屏蔽的分析，研究表明刨花板的体积电阻率与电磁屏蔽效果之间的关系，刨花板的体积电阻率越小，电磁屏蔽的效果越好。
传统的电磁屏蔽材料大多采用单层镀膜的形式，其缺点在于难以实现高频波段的屏蔽，单层屏蔽薄膜只能在低频波段内有相对较好的屏蔽效果；难以满足高电磁屏蔽效能防护用品的要求；难以实现广泛的电磁屏蔽。
相对于单层屏蔽材料，多层复合屏蔽材料在屏蔽结构的优化上有更大的设计空间，通过合理的优化设计，可使材料的屏蔽效能得到大大提高。
纵观国内国外学者的研究成果，可以看出，制备高效木质金属电磁屏蔽复合材料面临以下问题：
①多层结构电磁屏蔽材料中可控蜂窝状结构的引入是难点；
②方便、可控地一步法构建轻质可控电磁梯度多尺度界面结构有待进一步研究；
③宽频范围(2.0×103-12.0×103MHz)的电磁损耗可控且电磁屏蔽效能达80dB的轻质电磁屏蔽材料合成是难点；
④揭示正向电导梯度和负向磁梯度结构对电磁波高吸收与低反射协同效应作用机制是关键。
因此，本发明提供了一种木质复合材料的制备方法为可控电磁梯度木质复合材料应用于宽频区域电磁波的磁损耗、电导损耗和界面极化磁豫损耗可控提供理论基础，从而进一步开发具备优良导电、导磁性和高效吸收电磁屏蔽特性的新型轻质智能复合材料。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种木质复合材料的制备方法，以宽频范围内高吸收与低反射协同效应的木质复合材料为核心，从可控电磁梯度多层结构入手，设计以木材为骨架，采用连续化学镀(先化学镀Cu而后化学镀Ni)和化学镀液循环利用方法，构建可控电磁梯度“三明治”结构和特殊界面极化机制，调控正向电导梯度和负向磁梯度二者的电磁协同效应，实现穿透电磁波经历一个特定“吸收-反射-吸收-反射-吸收”路径，从而得到了一种可控电磁梯度Ni-Fe3O4@GO/Cu-中空纤维/木材多层结构复合材料。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种木质复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取已预处理的圆形单板；
(2)依照方案准备活化液A、活化液B、活化液C、化学镀Cu液、化学镀Ni液、中空纤维和Fe3O4@GO；
(3)将圆形单板先置于活化液A中活化，再置于活化液B中活化；
(4)将经步骤(3)处理后的圆形单板置于化学镀Cu液中，然后添加中空纤维，进行化学镀Cu操作；
(5)将经步骤(4)处理后的圆形单板置于活化液C中活化，再置于活化液B中活化；
(6)将经步骤(5)处理后的圆形单板置于化学镀Ni液中，然后加入Fe3O4@GO，进行化学镀Ni操作，然后干燥，即得所述复合材料。
优选的，上述圆形单板的厚度为0.1-0.5cm。
木材具有微/纳米多尺度孔隙结构，木材的主要化学成分由纤维素、半纤维素和木质素组成，其中活化液，在化学镀过程中，化学镀液的酸碱会影响木材中的化学组成，合理调整木材水浴时间、活化时间、活化液和镀液浓度及木材在镀液中的位置，控制木材孔道镀液渗入的速率和化学组分溶解速率，调控纳米Cu和Ni包覆微/纳米多尺度孔隙结构的速率，实现多层结构中蜂窝状结构的数量和形貌可控。由于木材厚度不同，木材中的组分含量不同，化学镀处理过程中木材成分溶解速率有明显区别，以至于多层结构中蜂窝状结构的数量和形貌有较大差异。
优选的，上述预处理为：将木头单板在100℃下水煮2h，每隔0.5h翻转木头单板一次且换水一次，取出后45℃干燥2h，用砂纸打磨木头单板表面至表面无毛刺，然后用水冲洗干净，最后经裁剪，得到直径为11cm且中心有圆孔的圆形单板。
优选的，所述砂纸为600目砂纸。
优选的，上述活化液A的制备方法为：在烧杯中加入400mL蒸馏水；量取4.8mL浓盐酸(边搅拌边倾倒)倒入烧杯；再加入6g硫酸铜，用玻璃棒搅拌，待其完全溶解即得。
上述活化液B的制备方法为：在烧杯中加入400mL蒸馏水；称取4.8g氢氧化钠，搅拌至溶解；再加入6g硼氢化钠，用玻璃棒搅拌，待其完全溶解即得。
上述活化液C的制备方法为：在烧杯中加入400mL蒸馏水；量取4.8mL浓盐酸加到A号烧杯，玻璃棒搅拌，再加入6g硫酸镍颗粒，倒入烧杯，玻璃棒搅拌至完全溶解即得。
上述化学镀Cu液的制备方法为：在烧杯中加入600mL蒸馏水，称量48g硫酸铜，用玻璃棒搅拌溶解，称量12g酒石酸钾钠，搅拌至溶解，称量16g乙二胺四乙酸二钠，搅拌至溶解，称量1.8g亚铁氰化钾，量取40mL甲醛，倒入(待上一种添加的药品完全溶解后，再加入下一种待添加药品)。待药品全部加入并完全溶解后，用浓度为25％的氢氧化钠溶液调pH，将镀液pH调至11.8-12。
上述化学镀Ni液的制备方法为：在烧杯中加入600mL蒸馏水；依次称量19.8g硫酸镍加入，搅拌溶解；称量18g柠檬酸钠加入，搅拌溶解；称量16.8g次亚磷酸钠加入，搅拌溶解；称取20mg硫脲加入，搅拌至溶解；(待上一种添加的药品完全溶解后，再将下一种待添加药品加入溶液)。用氨水调节化学镀Ni液pH值为9-9.15。
上述中空纤维为在木质纤维素表面化学镀Ni制备得到。
上述Fe3O4@GO的制备方法为：
取2个小烧杯，1个大烧杯，先清水冲洗，用试管刷清洁后，用蒸馏水冲洗。将3个烧杯标记为：1号烧杯，2号烧杯，3号烧杯。
1号溶液的制备：首先，量取20mL蒸馏水，称量0.07gFeCl2·4H2O置于烧杯中搅拌溶解，在称量0.2gFeCl3·6H2O加入溶液中搅拌溶解。
2号溶液的制备：首先，量取20mL无水乙醇，称量0.2g纳米石墨烯分散体加入溶液中，搅拌混合。
复合纳米石墨烯的制备：将1号烧杯中的水溶液倾倒入2号烧杯乙醇溶液中进行强力磁搅拌混合，时间为30min。磁力搅拌结束后，对搅拌后的混合物进行超声处理，时间为30min。超声结束后，将制得的混合物倒入3号烧杯中，用氨水调溶液pH值，在室温下小心滴下氨水，一直到混合溶液的pH值达到10。将溶液静置2h，将上清液倒掉后得到黑色沉淀物，用磁铁收集，并用蒸馏水和乙醇洗涤几次。最后，将纯化后的复合纳米石墨烯倒入表面皿中，在100℃的炉中烘干，得到黑色Fe3O4/石墨烯纳米复合粉末。
优选的，步骤(3)具体为：将圆形单板放入活化液A中活化15min，每隔5min翻转圆形单板一次，取出，放至圆形单板表面无液体滴落，然后将圆形单板放入活化液B中活化90s，每隔30s翻转圆形单板一次，取出，放至基材表面无液体滴落。
优选的，步骤(4)中具体操作为：将已经活化好的圆形单板取出，而后冲洗去除圆形单板表面上的残留液体，然后将圆形单板放入盛有化学镀Cu液的烧杯中反应12min，每隔3min翻一次圆形单板，将经一次化学镀Cu后的单板放入化学镀Cu液中进行二次镀Cu操作，并在化学镀Cu液中添加中空纤维，第二次化学镀Cu反应参数同第一次。
进一步的，步骤(4)中反应温度为60℃。
优选的，中空纤维的添加量为0.05-0.5g。
优选的，步骤(5)具体操作为：将经步骤(4)处理的圆形单板干燥后打磨处理，去除表面沉积物，然后置于活化液C中活化15min，每隔5min翻转圆形单板1次，取出，当薄木片无液体滴落时，将其置于活化液B中活化90s秒，每隔30秒翻转圆形单板1次，取出，放置表面无液体滴落；
优选的，步骤(6)具体操作为：将经步骤(5)处理的圆形单板置于化学镀Ni液中，添加Fe3O4@GO，在pH＝9温度为60℃的条件下化学镀Ni，化学镀Ni时间持续15min，每隔3min翻一次圆形木片，取出干燥3h。
优选的，Fe3O4@GO的加入量为30-80mg。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.可以实现金属Cu和中空纤维与金属Ni和Fe3O4@GO在纳米尺度上的复合，为纳米尺度化学镀Cu和Ni提供理论基础；
2.功能化木材的微观界面的研究，为后续木材作为功能化单元与天然聚合物复合提供理论支持；
3.以多尺度木材为骨架，方便、可控地构建可控电磁梯度多层结构可以为制备高吸收和低反射一体电磁屏蔽材料提供理论基础，拓宽木基电磁屏蔽材料应用与电磁污染处理范围；
4.可控电磁梯度Ni-Fe3O4@GO/Cu-中空纤维/木材多层结构的木基电磁屏蔽复合材料可极大提高宽频区域电磁波的磁损耗、电导损耗和界面极化磁豫损耗，为提高电磁波在宽频区域的电磁损耗提供理论基础；
5.对传统木材的高效增值利用以及新型智能电磁屏蔽材料开发具有重要意义。
6.本发明制备多层结构采用2铜1镍的方法，镀层中沉积中空纤维需要化学镀反应速率适中，经过1化学镀Cu处理的复合材料沉积形貌不佳且中空纤维分散程度不够理想，三次化学镀Cu会面临一个问题，一是资源浪费，二是复合材料电导率高，不适合高吸收低反射材料的选取，故选取2次化学镀Cu处理木材。同理，采用1次化学镀Ni处理需考虑电导率、磁导率和经济性的问题，化学镀Ni仅需要沉积1次，木材表面沉积较多金属镍，复合材料表面电导率增加，电导率增加会减弱复合材料表面对电磁波的吸收作用，提高电磁波反射，不利于制备高吸收型木基电磁屏蔽材料。
此外，本发明所提供的一种木质复合材料的制备方法，还解决了以下技术问题：
(1)可控电磁梯度多层结构中蜂窝状结构的形貌和数量可控问题
多层结构中蜂窝状结构(木材原本是多孔结构，置于碱性溶液中原有组分部分会溶解，于是会形成蜂窝状结构)可对电磁波起到多次反射与吸收的作用，同时，蜂窝状结构的形貌和数量会影响多层结构的电磁梯度，其是提高电磁屏蔽效能的关键。
木材具有微/纳米多尺度孔隙结构，木材的主要化学成分由纤维素、半纤维素和木质素组成，其中活化液，在化学镀过程中，化学镀液的酸碱会影响木材中的化学组成，合理调整木材水浴时间、活化时间、活化液和镀液浓度及木材在镀液中的位置，控制木材孔道镀液渗入的速率和化学组分溶解速率，调控纳米Cu和Ni包覆微/纳米多尺度孔隙结构的速率，实现多层结构中蜂窝状结构的数量和形貌可控。
(2)可控电磁梯度多层结构中多介质界面和高导电层的可控问题
大量自由电子可聚集于异质界面，产生偶极矩而衰减电磁波；而高导电多层结构可增强电磁波能转化为热能的效率，效率越大衰减电磁波的能力越强，促进多层结构对电磁波的高效吸收。金属Cu具有良好导电性，中空纤维和Fe3O4@GO具有较好的电磁特性，热处理的金属Ni具备优良顺磁特性。
多层结构中多介质界面可由蜂窝状结构，纳米Cu和Ni层的界面及纳米Cu层和木材之间的界面构建。
蜂窝状结构、中空纤维、Fe3O4@GO、纳米Cu和Ni粒子可构成的多尺度微/纳米结构界面，采用连续化学镀的方法，调整木材厚度、化学镀复合次数、化学镀时间、热处理时间和热处理温度(真空氛围或氩气氛围)，调控多层结构中蜂窝状结构形貌，纳米Cu和Cu基表面Ni粒子形貌，中空纤维和Fe3O4@GO分散形貌，金属层厚度和密实程度及Cu/Ni元素质量比，构建理想多介质界面和阻抗匹配，实现可控电磁梯度多层结构多介质界面和高导电层的可控。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的制备方法流程图；
图2附图为本发明的制备得到的木质复合材料结构示意图；
图3附图为本发明木质复合材料磁性能与化学镀Ni时间的关系；
图4附图为本发明木质复合材料电导率与化学镀Ni时间的关系；
图5附图为本发明制备的木质复合材料SEM图；
图6附图为本发明制备的木质复合材料XRD分析图谱；
图7附图为本发明木质复合材料基材表面化学镀Cu时间与电导率的关系；
图8附图为本发明木质复合材料基材表面化学镀Cu层数与电导率的关系；
图9附图为本发明木质复合材料基材表面化学镀Ni时间与电导率的关系；
图10附图为本发明木质复合材料基材表面化学镀Ni层数与电导率的关系；
图11附图为本发明木质复合材料经2次化学镀Cu时电磁屏蔽效能图；
图12附图为本发明木质复合材料经2次化学镀Cu且添加中空纤维时电磁屏蔽效能图；
图13附图为木质复合材料经2次化学镀Ni时电磁屏蔽效能图；
图14附图为木质复合材料经2次化学镀Cu添加中空纤维且2次化学镀Ni添加Fe3O4@GO电磁屏蔽效能图；
图15附图为木质复合材料表面化学镀镀层结XRD图；
图16附图为木质复合材料添加不同含量Fe3O4@GO与复合材料电导率之间的关系图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
选用杨木、松木和桦木为基材，杨木采自内蒙古自治区呼和浩特市土默特左旗，树龄5年；松木采自澳大利亚，树龄10年；桦木采自俄罗斯，树龄10年；旋切成单板，含水率约为13％。仅在本实施例中以杨木为基材。
如图1，取厚度分别为0.1、0.2、0.3、0.4和0.5cm杨木单板，裁剪成直径为11cm的圆形薄片；而后置于100℃的水浴锅中煮2h，每隔30min翻圆形薄片1次且换水1次，取出干燥2h后，用600目砂纸轻轻打磨圆形薄片表面，将木材薄片表面的毛刺打磨掉，然后轻轻振荡并用去离子水冲洗，获得光滑的圆形薄木片。
将圆形薄木片置于活化液A中活化15min，每隔5min用钢化镊子翻薄木片1次，取出，当薄木片无液体滴落时，将其置于活化B液中活化90s秒，每隔30秒用镊子翻木片1次，取出，当木片无液体滴落时，将其置于化学镀Cu镀液中，pH＝11.8温度为60℃的条件下化学镀Cu，每隔3min翻一次圆形木片，化学镀Cu时间持续12min。重复一次化学镀Cu，并在化学镀Cu液中添加已制备的中空纤维，分别以0.05、0.1、0.2、0.3、0.4和0.5g的质量添加，取出干燥5h。
测试添加中空纤维的复合材料表面粗糙度、接触角、电导率和电磁屏蔽效能：Sa＝6.90μm，接触角为100.5°，电导率为1000S/cm，电磁屏蔽效能为60dB，以上数值均为最小值。
试样干燥后打磨处理，去除表面沉积物，将已化学镀Cu圆形单板置于活化液C中活化15min，每隔5min用钢化镊子翻薄木片1次，取出，当薄木片无液体滴落时，将其置于活化B液中活化90s秒，每隔30秒用镊子翻木片1次，取出，当木片无液体滴落时，将其置于Ni化学镀液中，添加的Fe3O4@GO，pH＝9温度为60℃的条件下化学镀Ni，Fe3O4@GO分别以30、40、50、60、70和80mg的质量添加，pH＝9，温度为60℃的条件下化学镀Ni，每隔3min翻一次圆形木片，化学镀Ni时间持续15min。取出干燥3h。
测试复合材料的表面粗糙度、接触角、电导率和电磁屏蔽效能：Sa＝7.50μm，接触角为115.0°，电导率为1600S/cm，电磁屏蔽效能为75dB，以上数值均为最小值。
实施例2
木质复合材料磁性性能与化学镀Ni时间的关系分析
参见图3，随着化学镀Ni时间的延长，复合材料的饱和磁化强度逐渐增加，验证了复合材料磁性能与化学镀Ni时间的关系。化学镀Ni时间越长，木材表面沉积的金属Ni粒子越多，由于Ni粒子具有磁性，于是复合材料的磁性必然会增强。
实施例3
木质复合材料电导率与化学镀Ni时间的关系分析
图4是基材表面化学镀层电导率随不同化学镀Ni时间处理的变化关系。图4a中表明化学镀Ni时间从0min延长到1min时，其电导率快速升高；化学镀时间延长到10min，复合材料的电导率出现了一个拐点，复合材料电导率急速增加，从0min到25min，复合材料的电导率增加了500S/cm；
图4b中表明化学镀Ni时间从0min延长到25min时，其电导率一直快速升高，25min后，复合材料电导率190.95S/cm。化学镀时间超过10min，木材表面镀层电导率变化幅度较大，主要原因是随着化学镀Ni时间的增加，Ni2+被快速还原，大量Ni迅速在木材表面Cu层堆积，金属层覆盖整个木材表面表面及孔结构区域，复合镀层的均匀程度和厚度快速增加，提高了复合镀层的导电特性。
对比图4a和图4b，可以得出，木材表面经过化学镀Cu处理后，其表面电导率增加了2倍，进一步验证了Cu层可提高化学镀Ni的活性。借助高活性的表面，化学镀Ni过程中，金属Ni粒子可以快速沉积，于是基材表面会形成密实、均匀且导电性能优良的复合材料。
实施例4
本发明制备的木质复合材料SEM图分析，其中圆形单板厚度为1.3mm，中空纤维添加量为0.2g；Fe3O4@GO添加量为50mg。
图5表明，金属Cu和Ni颗粒已经渗透到界面中。多孔木材被金属颗粒覆盖，金属颗粒形态为片状，如图5a所示。很明显，复合镀层厚度可达200μm(Fig.3b)。木材表面的多孔结构已经被Cu和Ni颗粒填充，如图5b所示，可以得到理想的复合涂镀层层。复合材料的元素分别为Ni、Cu、P、C和O元素，主要分布在表面和界面截面上，说明木材的多孔结构中充满了细小的Cu颗粒，如图5c和图5d所示。很明显，木材与金属铜有很好的结合。根据截面形貌和元素组成，可以证明当进行一些特定的沉积时，可以制备出理想的涂层。
很明显，木材的多孔结构已经被Cu颗粒渗透，基体与Cu-Ni镀层之间表现出良好的结合，这表明该样品的沉积少于4次，如图5所示的界面图像所示。结果表明，4次沉积方式可以获得理想的界面组合。
实施例5
参见图6，衍射峰在2θ＝44.5°，51.84°和76.37°处峰强扩大和加强，因为Ni(111)、Ni(200)和Ni(220)。曲线标记3-4和4-4表明，衍射峰在2θ＝43°,50.54°和74.44°处峰强扩大和加强，主要由于Cu(111)、Cu(200)和Cu(220)。Cu的衍射峰变宽且变强，说明Ni和Cu颗粒已经紧紧镶嵌在一起。可以制备出致密的木基复合镀层。Ni粒子的生长促进了铜晶体的生长，这可能是因为在Ni和Cu晶体之间形成了固溶体。
实施例6
木质复合材料基材表面化学镀Cu与电导率的关系分析
参见图7，随着化学镀Cu时间的增加，一开始材料的电导率迅速增加，在12min左右材料的电导率出现一个峰值，随后电导率降低。可能的原因是化学镀Cu速率较快，生成较多絮状物，导致电导率降低。
图8是顺纹电导率与镀铜层数关系。随着镀铜次数的累积，材料的电导率逐渐增加，且每一次镀铜之后电导率增加趋势都会增大。随着化学镀次数的增加，复合材料的电导率逐渐增大，当化学镀次数为2次，曲线呈现出一个拐点，化学镀次数跨越拐点之后，复合材料的电导率逐渐增大。
实施例7
木质复合材料基材表面化学镀Ni与电导率的关系分析
参见图9，随着化学镀Ni时间的增加，一开始材料的电导率迅速增加，在30min左右材料的电导率出现一个峰值，随后电导率快速升高。可能的原因是木材表面沉积的金属Ni粒子会加速化学镀Ni反应速率。
图10是电导率与镀Ni层数关系。随着镀铜次数的累积，材料的电导率逐渐增加，且每一次镀Ni之后电导率增加趋势都会增大。随着化学镀次数的增加，复合材料的电导率逐渐增大，当化学镀次数为2次，曲线呈现出一个拐点，化学镀次数跨越拐点之后，复合材料的电导率逐渐增大。
实施例8
木质复合材料化学镀Cu与电磁屏蔽效能关系分析
图11是经过2次化学镀Cu处理的复合材料电磁屏蔽效能曲线，在300KHz到3.0GHz频率范围，该复合材料的电磁屏蔽平均值为92.05dB，复合材料在2.5GHz到3GHz范围内，电磁屏蔽效能低于80dB；
图12经过2次化学镀Cu且添加中空纤维处理的复合材料电磁屏蔽效能曲线，在300KHz到3.0GHz频率范围，该复合材料的电磁屏蔽平均值为94.64dB，复合材料在2.5GHz到3GHz范围内，电磁屏蔽效能高于80dB。结果表明木材表面化学镀Cu处理过程中添加中空纤维会提高复合材料在高频领域的电磁屏蔽效果。
实施例9
木质复合材料化学镀Ni与电磁屏蔽效能关系分析
图13是经过2次化学镀Ni处理的复合材料电磁屏蔽效能曲线。在300KHz到3.0GHz频率范围，该复合材料的电磁屏蔽平均值为86.74dB，复合材料在300KHz到3GHz范围内，电磁屏蔽效能高于80dB。该结果表明木基复合材料具备理想的电磁屏蔽效能。
图14是经过2次化学镀Cu添加中空纤维且1次化学镀Ni添加Fe3O4@GO处理的复合材料电磁屏蔽效能曲线。其中，圆形木板厚度为0.45mm；中空纤维添加量为0.2g；Fe3O4@GO添加量为50mg。
在300KHz到3.0GHz频率范围，该复合材料的电磁屏蔽平均值为94.04dB，复合材料在300KHz到1.5GHz范围内，电磁屏蔽效能高于100dB。结果表明该条件处理的木材在中、高频领域的电磁屏蔽效果较好。
实施例10
图15是木材表面化学镀镀层结XRD图(黑色线条是经过2次化学镀未加纤维素)图中可以清晰观察出，随着复合镀层中中空纤维素含量的增加，衍射峰在2θ＝45，53，78°有明显变化，表明复合镀层晶态组织有明显变化；当加入0.2和0.3g中空纤维素时，衍射峰在2θ＝45°复合镀层结晶峰的衍射强度宽而尖锐表明该浓度下镀层晶粒粒径较小，镀层表面较均匀。上述分析结果很好验证了纤维素含量为0.3g时，镀层粗糙度较为理想的实验方案。
此外，图中可以清晰观察出，木材表面进行2次，添加中空纤维素和不添加纤维素镀层衍射峰在2θ＝45，53，78°变化较相似，添加纤维素会对木材表面镀层晶型结构造成一定影响，但不会改变固有晶型结构。相比于木材表面进行2次化学镀而言，镀层中添加中空纤维素含量为0.2g时，衍射峰在2θ＝45°复合镀层结晶峰的衍射强度宽而尖锐表明该浓度下镀层晶粒粒径较小，镀层表面较均匀。
实施例11
添加不同含量Fe3O4@GO与复合材料电导率之间的关系
参见图16，图中表明复合材料中添加不同质量的Fe3O4@GO，其电导率变化趋势有明显差异，电导率的差异直接影响复合材料对电磁波的吸收和反射性能。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种木质复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取已经过预处理且直径为11cm中心有圆孔的圆形单板；
(2)准备活化液A、活化液B、活化液C、化学镀Cu液、化学镀Ni液、中空纤维和Fe3O4@GO；
(3)将圆形单板先置于活化液A中活化，再置于活化液B中活化；
(4)将经步骤(3)处理后的圆形单板置于化学镀Cu液中，然后添加中空纤维，进行化学镀Cu操作，具体为：先将经步骤(3)处理后的圆形单板置于化学镀Cu液中，进行第一次化学镀Cu操作，再将经第一次化学镀Cu的圆形单板置入化学镀Cu液中，然后添加中空纤维，进行第二次化学镀Cu操作；其中，所述中空纤维的添加量为0.05-0.5g；
(5)将经步骤(4)处理后的圆形单板置于活化液C中活化，再置于活化液B中活化；
(6)将经步骤(5)处理后的圆形单板置于化学镀Ni液中，然后加入Fe3O4@GO，进行一次化学镀Ni操作，然后干燥，即得所述复合材料；其中，所述Fe3O4@GO的加入量为30-80mg。
2.根据权利要求1所述的一种木质复合材料的制备方法，其特征在于，所述圆形单板的厚度为0.1-0.5cm。
3.根据权利要求1所述的一种木质复合材料的制备方法，其特征在于，所述预处理为：将木头单板在100℃下水煮2h，每隔0.5h翻转木头单板一次且换水一次，取出后45℃干燥2h，用砂纸打磨木头单板表面至表面无毛刺，然后用水冲洗干净，最后经裁剪，得到直径为11cm中心有圆孔的圆形单板。
4.根据权利要求1所述的一种木质复合材料的制备方法，其特征在于，所述化学镀Cu液的pH为11.8-12；所述化学镀Ni液的pH为9-9.15。
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