CN1207731C - 电磁波吸收复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电磁波吸收复合材料，属于复合材料领域。该电磁波吸收复合材料由浸金属碳微粉分散到基体材料中形成，其特征在于，浸金属碳微粉的尺寸大小为10-50um，浸金属碳微粉所占重量百分比为5-90%，余量为基体材料。该材料具有成本低廉、工艺简单，密度低、超宽频范围内吸收效果高的特点，在抗电磁干扰、电磁污染、通信和信息安全技术领域中的宽频电磁波吸收等领域应用广泛。
Description
技术领域
本发明涉及一种电磁波吸收复合材料，特别是一种含浸金属碳的电磁波吸收复合材料，属于复合材料领域。
背景技术
作为电磁波吸收材料，一般要求要达到高吸收、低反射效果强、吸收频带宽、密度轻以及在所使用的环境下，结构、成分和性能稳定等特点。磁滞损耗电磁波吸收材料，主要为铁氧体、金属微粉等，这些吸收剂具有较好的复磁导率，但往往复介电常数不理想，而且，金属材料比重较大、易氧化、抗腐蚀能力差，在实际应用中往往受到限制。介电损耗电磁波吸收材料，主要为碳黑、导电高分子、多晶SiC等，其在电磁波范围内有不同程度的电磁波介电损耗，但不具备磁滞损耗能力。
为了达到好的电磁波吸收效果，在电磁波频率范围内，如果材料同时具有复介电常数或者复磁导率，而且其虚部要求足够大，这种材料就有可能在宽频电磁波范围内，通过介电损耗和磁滞损耗双重方式吸收电磁波能量并将其转化为热能或者其他形式的能量，从而使通过材料的电磁波大大衰减。
经文献检索发现，中国专利申请号为：02139117.3，名称为“一种含碳包金属、碳包金属化合物电磁波吸收材料及应用”，该专利是关电磁波吸收材料的。其特点在于采用碳包金属或者碳包金属化合物与基质材料构成复合材料，其碳包金属或者碳包金属化合物的结构特点在于金属或者金属化合物颗粒被碳包裹。由于碳包金属或者碳包金属化合物的主要制备方法为交流电弧法和直流电弧法，制备过程复杂，成本高昂，在实际应用中有一定的限制。
发明内容
本发明针对背景技术中的缺陷和电磁波吸收材料的需要，提供一种低成本、高效电磁波吸收复合材料，该材料由浸金属碳与基体材料复合而成，在电磁波宽频范围内具有良好的复介电常数和复磁导率，使其具备电磁波吸收能力高、吸波频段宽、密度低、稳定好等特点。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明复合材料由浸金属碳微粉分散到基体材料中形成，浸金属碳微粉的尺寸大小为10-50um，浸金属碳微粉所占重量百分比为5-90％，余量为基体材料。
所述的浸金属碳微粉结构中，碳为连续基体相，金属相分散分布于碳的孔隙内部和碳的表面。所述的浸金属碳微粉通过浸金属碳粉碎过筛得到，浸金属碳微粉中金属的重量百分含量为5-65％。所述的浸金属碳中的碳可选用石墨、木炭以及植物秸秆碳、稻壳碳、焦炭等。所述的浸金属碳中的金属可选用过渡金属，如：Fe，Co，Ni等。所述的基体材料可选为有机材料，尤指橡胶、不饱和树脂、沥青、石蜡等。
本发明具有实质性特点和显著进步，本发明电磁波吸收复合材料成本低廉、工艺简单，具有密度低、重量轻、超宽频范围内吸收效果高的特点，本发明电磁波吸收复合材料可以应用于抗电磁干扰、电磁污染、通信和信息安全技术领域中的宽频电磁波吸收领域，在电子、电气、通信、国防等领域有着良好的应用前景，如可应用于各类电子和电气产品，如电视、音响、VCD级、电脑、游戏机、微波炉、移动电话中，可以使电磁波泄漏降到国家卫生安全限值，确保人体健康，同时还可以有效地防止电磁波干扰而产生的电子和电力设备的误动作；将其应用于高功率雷达、微波医疗器械、微波粉碎机，能保护操作人员免受电磁辐射的危害；同时，本发明制备的电磁波吸收复合材料可用于消除城市内高大的建筑反射电磁波造成的通信和导航系统的电磁干扰重影。
具体实施方式
结合本发明的内容提供以下三个实施例：
实施例一：
将浸Ni稻壳碳微粉分散到不饱和树脂中制成电磁波吸收复合材料，其中微粉尺寸10um，微粉在复合材料中重量百分比为5％，余量是不饱和树脂。微粉中Ni重量百分含量为5％。当复合材料厚度为1.5mm时，平板反射率在5×108-109HZ频率范围内减小15dB以上。
实施例二：
将浸Fe木炭微粉分散到橡胶中制成电磁波吸收复合材料，其中微粉尺寸50um，微粉在复合材料中重量百分比为90％，余量是橡胶。微粉中Ni重量百分含量为65％。当复合材料厚度为1.5mm时，平板反射率在4×109-1010HZ频率范围内减小12dB以上。
实施例三：
将浸Co石墨微粉分散到沥青中制成电磁波吸收复合材料，其中微粉尺寸30um，微粉在复合材料中重量百分比为50％，余量是沥青，微粉中Ni重量百分含量为35％。当复合材料厚度为1.5mm时，平板反射率在8-18GHZ频率范围内减小8-15dB以上。
Claims (6)
1.一种电磁波吸收复合材料，其特征在于，由浸金属碳微粉分散到基体材料中形成，浸金属碳微粉的尺寸大小为10-50um，浸金属碳微粉所占重量百分比为5-90％，余量为基体材料。
2.根据权利要求1所述的电磁波吸收复合材料，其特征是，所述浸金属碳微粉通过浸金属碳粉碎过筛得到，浸金属碳微粉中金属的重量百分含量为5-65％。
3.根据权利要求1或2所述的电磁波吸收复合材料，其特征是，所述浸金属碳微粉的结构中的碳为连续基体相，金属相分散分布于碳的孔隙内部和碳的表面。
4.根据权利要求1或2所述的电磁波吸收复合材料，其特征是，所述浸金属碳中的金属为选自Fe，Co，Ni的过渡金属。
5.根据权利要求1或2所述的电磁波吸收复合材料，其特征是，所述浸金属碳中的碳选用石墨、木炭、植物秸秆碳、稻壳碳、焦炭中的一种。
6.根据权利要求1所述的电磁波吸收复合材料，其特征是，所述的基体材料为选自橡胶、不饱和树脂、沥青、石蜡的有机材料。
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