本申請(qǐng)涉及吸波材料，具體涉及一種蜂窩狀n-cnts復(fù)合吸波材料的制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，電子設(shè)備被廣泛應(yīng)用于軍事、商業(yè)、民用通信等領(lǐng)域，由此帶來的電磁污染也日漸嚴(yán)重。開發(fā)輕便高效的抗電磁干擾材料對(duì)于減小電磁波的污染至關(guān)重要。

2、一維材料如碳納米管(carbon?nanotubes，cnts)，銀線納米(silver?nanowires，agnws)等具有良好的導(dǎo)電性和較高的長徑比，且納米級(jí)的尺寸和高比表面積能提供大量的界面，增強(qiáng)界面極化和散射效應(yīng)，有利于構(gòu)建電磁波的多重?fù)p耗路徑，增強(qiáng)電磁波的吸收和衰減效果。但是上述一維材料本身具備高載流子遷移率，阻抗匹配不理想，對(duì)電磁波的吸收性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種蜂窩狀n-cnts復(fù)合吸波材料的制備方法，旨在改善吸波材料吸波性能不佳的問題。

2、第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種蜂窩狀n-cnts復(fù)合吸波材料的制備方法，包括將碳納米管粉末與三聚氰胺粉末混合后研磨進(jìn)行一次煅燒，獲得第一復(fù)合物。將對(duì)位芳綸纖維、二甲基亞砜和氫氧化鈉混合，獲得芳綸纖維分散液。將所述第一復(fù)合物加入第一溶劑中混合均勻獲得第一復(fù)合物分散液，將所述第一復(fù)合物分散液與所述芳綸纖維分散液混合，冷卻后過濾，獲得第一凝膠。將所述第一凝膠填充于正六方體空心模具內(nèi)，再進(jìn)行預(yù)氧化處理，將所述預(yù)氧化處理后的所述第一凝膠進(jìn)行二次煅燒，獲得所述蜂窩狀n-cnts復(fù)合吸波材料。

3、在一些實(shí)施例中，所述將碳納米管粉末與三聚氰胺粉末混合后研磨進(jìn)行一次煅燒，包括將所述碳納米管粉末與三聚氰胺粉末混合后研磨，置于惰性氣體的環(huán)境下，溫度為300℃至500℃的管式爐中煅燒2h至3h，所述管式爐的升溫速度為5℃/min至10℃/min。所述碳納米管粉末與三聚氰胺粉末的質(zhì)量比為(20:1)～(10:1)。

4、在一些實(shí)施例中，所述所述預(yù)氧化處理后的所述第一凝膠進(jìn)行二次煅燒，包括將所述預(yù)氧化處理后的所述第一凝膠置于惰性氣體的氣氛下，溫度為600℃至1000℃的管式爐中煅燒2h至3h，所述管式爐的升溫速度為2℃/min至5℃/min。

5、在一些實(shí)施例中，所述對(duì)位芳綸纖維和所述二甲基亞砜的質(zhì)量比為(1:200)～(1:150)。

6、在一些實(shí)施例中，所述氫氧化鈉與所述對(duì)位芳綸纖維的重量比為(1:2)～(1:1)。所述氫氧化鈉的濃度為0.5g/ml。

7、在一些實(shí)施例中，所述芳綸纖維分散液與所述第一復(fù)合物分散液的體積比為(30:1)～(20:1)。

8、在一些實(shí)施例中，所述對(duì)位芳綸纖維的長度為3cm至5cm。

9、在一些實(shí)施例中，所述第一復(fù)合物分散液的濃度為5mg/ml至10mg/ml。

10、在一些實(shí)施例中，所述將所述第一凝膠填充于正六方體空心模具內(nèi)，再進(jìn)行預(yù)氧化處理，包括將所述第一凝膠填充于正六方體空心模具內(nèi)，置于60℃至100℃的溫度下干燥2h至3h，再將干燥后的所述第一凝膠置于溫度為200℃至250℃的烘箱中預(yù)氧化2h至3h。

11、在一些實(shí)施例中，所述惰性氣體包括氮?dú)夂?或氬氣。

12、區(qū)別于相關(guān)技術(shù)的情況，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種蜂窩狀n-cnts復(fù)合吸波材料的制備方法。通過一次煅燒獲得氮摻雜碳納米管(n-cnts)粉末，氮摻雜碳納米管可以改善碳納米管的結(jié)構(gòu)，增加其電導(dǎo)率和電荷傳輸能力，有效的傳導(dǎo)和耗散電磁能量，減少電磁波的反射和穿透，從而增強(qiáng)對(duì)電磁波的屏蔽效果。并且氮原子的引入會(huì)導(dǎo)致碳納米管內(nèi)部的極化現(xiàn)象增加，在不同界面處產(chǎn)生更多的散熱，有助于將入射的電磁波能量轉(zhuǎn)化成熱量等其他形式，從而減少電磁波的傳播。通過二次煅燒，對(duì)位芳綸纖維二次煅燒后形成碳纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，與n-cnts網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)相互纏繞形成致密的碳纖維n-cnts復(fù)合體。對(duì)位芳綸纖維自身含碳量高，由酰胺鍵和苯環(huán)交替線性鏈組合而成，煅燒后形成的碳纖維與n-cnts結(jié)合使得形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。由于本申請(qǐng)中的蜂窩狀n-cnts復(fù)合吸波材料整體呈蜂窩狀，蜂窩結(jié)構(gòu)的內(nèi)部會(huì)存在眾多腔室和界面，碳纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和n-cnts網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能較為均勻的分布在蜂窩結(jié)構(gòu)的腔室內(nèi)壁和外表面，蜂窩結(jié)構(gòu)結(jié)合碳纖維和n-cnts形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)使得入射的電磁波在這些結(jié)構(gòu)中經(jīng)歷多次反射和散射，增加了電磁波與材料相互作用的路徑和機(jī)會(huì)，從而提高了吸收效果。蜂窩狀結(jié)構(gòu)結(jié)合網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)還可以調(diào)節(jié)復(fù)合吸波材料的電磁阻抗，使其更好地匹配自由空間的阻抗，減少電磁波的反射，促進(jìn)更多的能量進(jìn)入復(fù)合吸波材料內(nèi)部并被吸收。

技術(shù)特征：

1.一種蜂窩狀n-cnts復(fù)合吸波材料的制備方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述將碳納米管粉末與三聚氰胺粉末混合后研磨進(jìn)行一次煅燒，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述所述預(yù)氧化處理后的所述第一凝膠進(jìn)行二次煅燒，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述對(duì)位芳綸纖維和所述二甲基亞砜的質(zhì)量比為(1:200)～(1:150)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氫氧化鈉與所述對(duì)位芳綸纖維的重量比為(1:2)～(1:1)；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述芳綸纖維分散液與所述第一復(fù)合物分散液的體積比為(30:1)～(20:1)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述對(duì)位芳綸纖維的長度為3cm至5cm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述第一復(fù)合物分散液的濃度為5mg/ml至10mg/ml。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述將所述第一凝膠填充于正六方體空心模具內(nèi)，再進(jìn)行預(yù)氧化處理，包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述惰性氣體包括氮?dú)夂?或氬氣。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及一種蜂窩狀N?CNTs復(fù)合吸波材料的制備方法。通過一次煅燒獲得N?CNTs粉末，氮摻雜碳納米管可以改善碳納米管的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致碳納米管內(nèi)部的極化現(xiàn)象增加，增加其電導(dǎo)率和電荷傳輸能力，減少電磁波的反射和穿透。通過二次煅燒，煅燒后的碳纖維與N?CNTs相互纏繞形成致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。由于復(fù)合吸波材料整體呈蜂窩狀，蜂窩結(jié)構(gòu)的內(nèi)部會(huì)存在眾多腔室和界面，碳纖維和N?CNTs能較為均勻的分布在蜂窩結(jié)構(gòu)的腔室內(nèi)壁和外表面，使得入射的電磁波在這些結(jié)構(gòu)中經(jīng)歷多次反射和散射，增加了電磁波與材料相互作用的路徑和機(jī)會(huì)，從而提高了吸收效果。蜂窩狀結(jié)構(gòu)還可以調(diào)節(jié)復(fù)合吸波材料的電磁阻抗，使其更好地匹配自由空間的阻抗，減少電磁波的反射。

技術(shù)研發(fā)人員：郭世豪,王欽,虞成城
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳市信維通信股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30