本發(fā)明涉及吸波材料制備，具體為一種一維狀ti4o7吸波劑、制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代科技的進步和電子工業(yè)的飛速發(fā)展，各種數(shù)字化、高頻電子設(shè)備的應(yīng)用，在給人們的工作和生活帶來便利的同時，也帶來了新的環(huán)境污染——電磁干擾。電磁輻射產(chǎn)生的電磁干擾會影響電子設(shè)備的正常工作，高強度電磁輻射造成的電磁污染也會對人體健康造成一定程度的危害。

2、吸波材料是一種能將入射的電磁能轉(zhuǎn)換為熱能，或使電磁波發(fā)生干涉相消而衰減的一類材料。一方面，吸波材料可以吸收發(fā)射的探測雷達波，降低裝備的雷達散射截面，從而起到雷達隱身功能；另一方面，吸波材料可以屏蔽工業(yè)和生活中的電磁輻射，減少電磁波危害。

3、理想的電磁波吸收材料材料要求具有薄的厚度、低密度、廣泛的吸收帶寬和強的吸收能力。吸波材料的核心是具有吸收電磁波性能良好的吸收劑材料，滿足其“薄、寬、輕、強”等性能的要求。

4、為了獲得優(yōu)異的吸波性能，必須同時滿足電磁阻抗匹配和電磁損耗。傳統(tǒng)的吸波材料是由陶瓷組成的，其電導率相對較低，只能滿足電磁阻抗匹配，但不能滿足電磁損耗。傳統(tǒng)的吸波材料主要有以下幾個缺陷：第一、陶瓷吸波材料無法構(gòu)建高效的導電吸收網(wǎng)絡(luò)，限制了電磁波的導電耗散路徑；第二、陶瓷吸波材料通常不存在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不能促進電磁波在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生約束效應(yīng)，通過多次反射和散射來增強吸收；第三、陶瓷材料的低比表面積和高密度大大增加了材料的使用量，導致吸波材料受限于重量和空間；第四、陶瓷吸波材料只具有單一損耗機制，無法媲美多種損耗機制共同作用的復合吸波劑材料。因此，傳統(tǒng)的吸波材料已經(jīng)不能滿足于“薄、輕、寬、強”的要求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的吸波材料密度大、吸波性能差的問題，本發(fā)明提供一種一維狀ti4o7吸波劑、制備方法及應(yīng)用。

2、為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

3、本發(fā)明提供一種一維狀ti4o7吸波劑的制備方法，包括：

4、制備一維tio2；

5、將一維tio2與c混合分散于溶劑中，烘干，得到混合物；

6、將混合物進行煅燒，得到一維狀ti4o7吸波劑。

7、進一步地，所述制備一維tio2的方法為：

8、將tio2粉末分散于堿溶液中，形成懸濁液；所述堿溶液為濃度為8～12mol/l的氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液；

9、將懸濁液進行水熱反應(yīng)，得到水熱反應(yīng)產(chǎn)物；所述水熱反應(yīng)的溫度為160℃～185℃，反應(yīng)時間為18～24h；

10、將水熱反應(yīng)產(chǎn)物進行離子交換，得到鈦酸；

11、將鈦酸進行煅燒，得到一維tio2。

12、進一步地，所述懸濁液中tio2粉末的濃度為18～22g/l。

13、進一步地，所述將水熱反應(yīng)產(chǎn)物進行離子交換，得到鈦酸的方法為：

14、采用濃度為0.5～2mol/l的鹽酸溶液對水熱反應(yīng)產(chǎn)物進行離子交換至溶液呈中性，水洗，烘干，得到鈦酸。

15、進一步地，所述將鈦酸進行煅燒，得到一維tio2的煅燒溫度為400℃～500℃，煅燒時間為2～3h。

16、進一步地，所述將一維tio2與c混合分散于溶劑中，烘干，得到混合物，所用的溶劑為水或無水乙醇。

17、進一步地，所述將一維tio2與c混合分散于溶劑中，烘干，得到混合物中，c與一維tio2的質(zhì)量比為（1～1.5）:（2～2.5）。

18、進一步地，所述將混合物進行煅燒，得到一維狀ti4o7吸波劑中，煅燒的溫度為1050℃～1200℃，煅燒時間為3～4h。

19、本發(fā)明提供一種一維狀ti4o7吸波劑，利用上述的方法制備。

20、如上述一維狀ti4o7吸波劑在屏蔽電磁輻射中的應(yīng)用。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

22、本發(fā)明提供一種一維狀ti4o7吸波劑的制備方法，通過制備一維tio2，然后將一維tio2與c混合分散于溶劑中，烘干和煅燒，得到一維狀ti4o7吸波劑。制備的一維狀ti4o7吸波劑由于具有高縱橫比，允許構(gòu)建有效的導電吸收網(wǎng)絡(luò)，為電磁波的導電耗散提供了有效途徑。同時，導電吸收網(wǎng)絡(luò)還可以產(chǎn)生約束效應(yīng)，通過促進網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)內(nèi)的多次反射和散射來增強電磁輻射的吸收。另外，導電網(wǎng)絡(luò)中的各種空隙會降低材料的有效介電常數(shù)，使得磁導率與介電常數(shù)之間的間隙變小，優(yōu)化了阻抗匹配水平，增加了電磁被有效吸收的可能性的同時，一維結(jié)構(gòu)的高縱橫比和減少的材料使用量導致吸收材料重量輕、尺寸小，使其成為重量和空間受限應(yīng)用的理想選擇，方法簡單易操作，且反應(yīng)過程中不使用有毒物質(zhì)，廢棄物和污染物少。

23、通過簡單的水熱反應(yīng)，控制水熱反應(yīng)的溫度和堿溶液的濃度，實現(xiàn)一維tio2的制備，方法簡單、可操作性強。

24、本發(fā)明還提供一種一維狀ti4o7吸波劑，利用上述的方法制備。相較于傳統(tǒng)的陶瓷吸波材料，該一維狀ti4o7吸波劑具有更小的密度的同時，由于ti4o7吸波劑中存在的氧空位，可以提供電子傳輸通道，還具有更高的介電常數(shù)和電磁輻射吸收性能，其一維結(jié)構(gòu)可構(gòu)建有效的導電吸收網(wǎng)絡(luò)來進一步增強電磁輻射的吸收，是屏蔽電磁輻射的理想材料。

25、如上述的一維狀ti4o7吸波劑在屏蔽電磁輻射中的應(yīng)用，由于該一維狀ti4o7吸波劑具有更高的介電常數(shù)，意味著材料內(nèi)部能夠存儲更多的電場能量，從而增強對電磁波的吸收能力，具有較高的電導率，這有助于形成較高的能量損耗，使得電磁波在材料內(nèi)部被有效轉(zhuǎn)化為熱能等形式的能量而消散，屏蔽效果更加理想。

技術(shù)特征：

1.一種一維狀ti4o7吸波劑的制備方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一維狀ti4o7吸波劑的制備方法，其特征在于，所述制備一維tio2的方法為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一維狀ti4o7吸波劑的制備方法，其特征在于，所述懸濁液中tio2粉末的濃度為18～22g/l。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一維狀ti4o7吸波劑的制備方法，其特征在于，所述將水熱反應(yīng)產(chǎn)物進行離子交換，得到鈦酸的方法為：

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一維狀ti4o7吸波劑的制備方法，其特征在于，所述將鈦酸進行煅燒，得到一維tio2的煅燒溫度為400℃～500℃，煅燒時間為2～3h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一維狀ti4o7吸波劑的制備方法，其特征在于，所述將一維tio2與c混合分散于溶劑中，烘干，得到混合物，所用的溶劑為水或無水乙醇。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一維狀ti4o7吸波劑的制備方法，其特征在于，所述將一維tio2與c混合分散于溶劑中，烘干，得到混合物中，c與一維tio2的質(zhì)量比為（1～1.5）:（2～2.5）。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的一維狀ti4o7吸波劑的制備方法，其特征在于，所述將混合物進行煅燒，得到一維狀ti4o7吸波劑中，煅燒的溫度為1050℃～1200℃，煅燒時間為3～4h。

9.一種一維狀ti4o7吸波劑，其特征在于，利用權(quán)利要求1-8任一項所述的方法制備。

10.如權(quán)利要求9所述的一維狀ti4o7吸波劑在屏蔽電磁輻射中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及吸波材料制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種一維狀Ti<subgt;4</subgt;O<subgt;7</subgt;吸波劑、制備方法及應(yīng)用，通過制備一維TiO<subgt;2</subgt;；將一維TiO<subgt;2</subgt;與C混合分散于溶劑中，烘干，得到混合物；將混合物進行煅燒，得到一維狀Ti<subgt;4</subgt;O<subgt;7</subgt;吸波劑。該方法通過采用一維結(jié)構(gòu)的TiO<subgt;2</subgt;與C混合反應(yīng)制備Ti<subgt;4</subgt;O<subgt;7</subgt;吸波劑，在保留一維形狀的條件下制備了Ti<subgt;4</subgt;O<subgt;7</subgt;吸波劑，由于一維的Ti<subgt;4</subgt;O<subgt;7</subgt;吸波劑具有高縱橫比，可構(gòu)建有效的導電吸收網(wǎng)絡(luò)，可為電磁波的導電耗散提供了有效途徑的同時，優(yōu)化了阻抗匹配水平，增加了電磁被有效吸收的可能性，且由于其特殊結(jié)構(gòu)的存在，使得該材料具有更小的密度，真意義上滿足了吸波材料的“薄、寬、輕、強”等性能的要求。解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的吸波材料密度大、吸波性能差的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：蘇進步,林許立,徐玉意,謝雨濃,史晨毅,董新宇,都未鑫
受保護的技術(shù)使用者：陜西科技大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26