Nzf0-bt0型鐵磁鐵電陶瓷復(fù)合納米纖維微波吸收劑、吸波涂層及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種NZF0-BT0型鐵磁鐵電陶瓷復(fù)合納米纖維微波吸收劑、吸波涂層及制備方法，是由尖晶石結(jié)構(gòu)鐵磁性Ni-Zn鐵氧體和鈣鈦礦結(jié)構(gòu)鐵電性BaTiC^ft米晶所構(gòu)成，Ni^ni_/e204的平均晶粒尺寸為20?50nm，8&1^03的平均晶粒尺寸為20?70mn，兩相晶粒沿纖維軸向均勻分布，纖維直徑約為100?300mn。本發(fā)明所制備的磁電復(fù)合納米纖維幾乎在整個(gè)2?18GHz頻段內(nèi)均有強(qiáng)烈的吸收，具有頻帶寬、吸收強(qiáng)、成本低以及電磁參數(shù)與微波吸收特性可寬范圍調(diào)控等優(yōu)點(diǎn)，在電磁波吸收與屏蔽、防電磁干擾及污染等方面有著良好的應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】NZFO-BTO型鐵磁鐵電陶瓷復(fù)合納米纖維微波吸收劑、吸波 涂層及制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電磁波吸收材料領(lǐng)域，尤其涉及具有一維納米結(jié)構(gòu)的鐵磁/鐵電復(fù)合 吸波材料及其制備方法，具體指Ni-Zn鐵氧體/BaTiO3復(fù)合納米纖維微波吸收劑及其制備 技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著使用G赫茲頻率電磁波的電子和通訊設(shè)備的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，由此帶 來(lái)的電磁干擾和電磁輻射污染也越發(fā)嚴(yán)重，同時(shí)現(xiàn)代武器裝備對(duì)電磁隱身的需求也日益提 升。為了消除或減少電磁干擾和電磁污染，以及有效降低武器裝備的雷達(dá)特征信號(hào)以提高 其生存防御能力和總體作戰(zhàn)性能，新型高性能電磁波吸收材料已成為各國(guó)民用和軍事領(lǐng)域 的研制熱點(diǎn)。吸波材料對(duì)電磁波的吸收主要依賴于填充其中的電磁波吸收劑。隨著納米技 術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)吸收劑如鐵氧體和磁性金屬材料的低維納米化雖然對(duì)電磁波的吸收性能有 了很大程度的提高和改善，但發(fā)現(xiàn)使用單一介電損耗或磁損耗吸收劑時(shí)由于其電磁阻抗匹 配特性相對(duì)較差，其吸波性能一般還是難以滿足現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展對(duì)吸波材料性能所提出 的"薄、輕、寬、強(qiáng)"的要求。于是將多種吸收劑進(jìn)行復(fù)合制成納米結(jié)構(gòu)復(fù)合吸波材料成為當(dāng) 今吸波材料領(lǐng)域發(fā)展的一個(gè)重要方向。利用復(fù)合材料的協(xié)同效應(yīng)和電磁參數(shù)可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)， 將不同吸收頻段、不同損耗機(jī)制的吸收劑進(jìn)行多元復(fù)合，通過(guò)調(diào)節(jié)材料的結(jié)構(gòu)組成、微觀形 貌以及電磁參數(shù)以實(shí)現(xiàn)其阻抗匹配，達(dá)到低密度、強(qiáng)吸收和寬頻帶的效果。
[0003] 鐵電/鐵磁多鐵性復(fù)合材料是一種具有磁電轉(zhuǎn)化功能的先進(jìn)材料，其磁電轉(zhuǎn)化 功能是通過(guò)鐵電相和鐵磁相間的乘積效應(yīng)即磁性耦合效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的，在磁電傳感器（磁場(chǎng)、 電場(chǎng)探測(cè)等）、磁電能量轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、微波探測(cè)及高壓輸電線路的電流測(cè)量等【技術(shù)領(lǐng)域】 具有廣闊的應(yīng)用前景。至今人們對(duì)它的磁電耦合效應(yīng)進(jìn)行了大量而深入的研究，然而此 類多鐵性復(fù)合材料的鐵電、鐵磁共存以及其協(xié)同損耗效應(yīng)，同時(shí)也是強(qiáng)吸收、寬頻帶微波 吸收材料的重要基礎(chǔ)，但從專利和文獻(xiàn)的檢索來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)此類材料的電磁特性及 吸波性能的研究還比較少，在材料形態(tài)上也主要集中在零維鐵電/鐵磁復(fù)合粉體上。研 究結(jié)果顯示鐵電與鐵磁材料的復(fù)合表現(xiàn)出較優(yōu)良的微波吸收性能，例如A. Mandal等將 鐵電納米粉體和鐵磁納米粉體進(jìn)行物理混合，得到了 Coa 5Zna 5Fe204/Pb (Zra 52Tia48) O3 (A. Mandal and C. K. Das, Electronic materials based on Co0 5Zn0 5Fe204/Pb (Zr0 52Ti0 48) O3 nanocomposites, Journal of Electronic Materials, 2013, 42:121-128) 和 Co0 2Ni0 4Zn0 4Fe2O4/ BaTiO3 (A. Mandal and C. K. Das, Effect of BaTiO3 on the microwave absorbing properties of Co-doped Ni-Zn ferrite nanocomposites, Journal of Applied Polymer Science, 2014, DOI :10. 1002/APP. 39926)納米復(fù)合粉體吸 波材料，發(fā)現(xiàn)這些鐵電/鐵磁納米復(fù)合粉體在X波段（8. 2~12. 4GHz)的吸收率均超過(guò)90%， 最小反射損耗達(dá)到約-42至-48dB。
[0004] 至今對(duì)于一維納米結(jié)構(gòu)鐵電/鐵磁復(fù)合材料如鐵電/鐵磁復(fù)合納米纖維的電磁 特性及吸波性能的研究還鮮有報(bào)道。與粉體吸收劑相比，含納米纖維吸收劑的吸波材料 不但具有優(yōu)良的力學(xué)性能和理化性能，而且利用纖維的形狀各向異性，還能提高其在微波 頻段的電磁損耗與吸收效率，已成為一種很有發(fā)展前途的新型吸波材料；同時(shí)納米纖維 由于其一維結(jié)構(gòu)特性以及限域作用，可使鐵磁和鐵電兩相在微觀尺寸上實(shí)現(xiàn)均勻分布，能 夠解決在三維塊體、二維薄膜和零維粉體中常易出現(xiàn)的粒子團(tuán)聚及非均相分布問(wèn)題，大 大提高兩相的接觸面積，增強(qiáng)兩相間的有效耦合及損耗協(xié)同效應(yīng)，有望進(jìn)一步加強(qiáng)微波 吸收強(qiáng)度和拓寬吸收頻帶。相對(duì)于其他制備氧化物陶瓷及復(fù)合物微納米纖維的技術(shù)，靜 電紡絲法具有操作簡(jiǎn)單、成本低廉、高效等優(yōu)點(diǎn)，目前在某些領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。謝 淑紅等采用溶膠-凝膠結(jié)合靜電紡絲的方法制備了 CoFe2O4-Pb (ZrrTi h) O3和CoFe2O4-Pb (ZrrTi1J 鐵磁鐵電復(fù)合納米纖維材料（S.H. Xie，J.Y. Li, Y.Y. Liu, L.N. Lan, Y. C. Zhou, Electrospinning and multiferroic properties of NiFe2O4-Pb(Zr0 52Ti0 48) O3 composite nanofibers, Journal of Applied Physics, 2008, 104:024115 ；S. H. Xie, J. Y. Li, Y. Qiao, Y. Y. Liu, L. N. Lan, Y. C. Zhou, S. T. Tan, Multiferroic CoFe2O4-Pb (Zr0 52Ti〇 48) O3 nanofibers by electrospinning, Applied Physics Letters, 2008，92:062901; CN101274844A)。所采用的技術(shù)方案是以二醇甲醚、冰醋酸、乙醇和水為 溶劑，先分別配制出鐵電前驅(qū)體溶液、鐵磁前驅(qū)體溶液和聚合物溶液，然后再混合在一起經(jīng) 攪拌制成電紡前驅(qū)體溶液，最后經(jīng)靜電紡絲成型和煅燒處理制得鐵電鐵磁復(fù)合納米纖維， 其中在配置鐵電前驅(qū)體溶液過(guò)程中溶液需陳化:Γ7天，配置鐵磁前驅(qū)體溶液時(shí)還加入了檸 檬酸作為螯合劑?？梢钥闯稣麄€(gè)制備過(guò)程仍存在工藝較為復(fù)雜，操作較為繁瑣，耗時(shí)長(zhǎng)等缺 點(diǎn)，不利于規(guī)?；a(chǎn)。
[0005] 因此，開(kāi)發(fā)出工藝簡(jiǎn)單、操作方便、成本低、易于規(guī)模化生產(chǎn)的鐵磁鐵電復(fù)合納米 纖維靜電紡絲制備工藝，對(duì)于鐵磁鐵電復(fù)合納米纖維的研究與應(yīng)用具有重要的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明目的：針對(duì)上述現(xiàn)有存在的問(wèn)題和不足，本發(fā)明一種化學(xué)組成為（/7) NixZrvxFe2CVa -/?)BaTiO3(0彡z彡1，0</?〈 lOOmol%)、具有優(yōu)良吸波性能的鐵磁/鐵電 陶瓷復(fù)合納米纖維微波吸收劑及其制備方法，解決磁電陶瓷復(fù)合納米纖維在電磁波吸收領(lǐng) 域的應(yīng)用空白，以及現(xiàn)有制備技術(shù)存在的工藝過(guò)程復(fù)雜、操作繁瑣、成本較高、不易規(guī)模化 生產(chǎn)等技術(shù)問(wèn)題。
[0007] 技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種NZF0-BT0型 鐵磁鐵電陶瓷復(fù)合納米纖維微波吸收劑，化學(xué)組成為（A)Ni rZnnFe2O4/ (I -/?)BaTi03， 1，（K/K100 mol%，是由尖晶石結(jié)構(gòu)鐵磁性Ni-Zn鐵氧體和鈣鈦礦結(jié)構(gòu)鐵電性 BaTiO3納米晶所構(gòu)成，NirZrihFe2O4的平均晶粒尺寸為20?50nm，BaTiO 3的平均晶粒尺寸 為20?70nm，兩相晶粒沿纖維軸向均勻分布，纖維直徑約為100?300nm。
[0008] 本發(fā)明還提供了一種上所述復(fù)合納米纖維微波吸收劑的制備方法，包括以下步 驟：（1)根據(jù)產(chǎn)物的化學(xué)計(jì)量比將金屬鹽按一定濃度比例先溶于溶劑中，然后再加入適量 的聚乙烯吡咯烷酮（PVP)，繼續(xù)攪拌2?8小時(shí)直接制得成分均勻、透明、穩(wěn)定的紡絲溶液； (2)將步驟（1)所得紡絲溶液經(jīng)高壓靜電紡絲制成PVP/金屬鹽前驅(qū)體纖維，并在8(n〇0°C 進(jìn)行干燥處理；（3)將步驟（2)制得的前驅(qū)體纖維在空氣氣氛下進(jìn)行熱處理，最后制得結(jié)晶 度高、晶型發(fā)育完善的納米晶Ni-Zn鐵氧體/BaTiO3復(fù)合納米纖維。
[0009] 所述的金屬鹽為乙酸鎳、乙酸鋅、乙酸鋇、乙酰丙酮鐵和鈦酸四丁酯；所述溶劑為 乙醇和乙酸組成的混合溶劑，乙醇與乙酸的質(zhì)量比為0. 25?4。
[0010] 步驟（1)中所述紡絲溶液中PVP的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7?12%，金屬鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 10% ?18%。
[0011] 步驟（2)中靜電紡絲電場(chǎng)強(qiáng)度為0. 6?I. 5kV/cm，溶液推進(jìn)速率0. 2?0. 8mL/h， 溫度為15?30°C，相對(duì)濕度50%以下。
[0012] 步驟（3)中熱處理溫度為800?1200°C，升溫速率為0. 5?5°C /min，保溫時(shí)間為 1?8小時(shí)。
[0013] 另外本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用上述復(fù)合納米纖維微波吸收劑的吸波涂層，所述復(fù) 合納米纖維波吸收劑均勻涂覆在基體上，形成2?4mm的涂層。在2?18GHz頻段內(nèi)均有 強(qiáng)烈的吸收，最小反射損耗達(dá)到_73dB，反射損耗低于-IOdB的有效吸收帶寬幾乎可覆蓋 整個(gè)S波段至Ku波段。
[0014] 有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.本發(fā)明通過(guò)一維復(fù)合納米 結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了鐵磁體的磁損耗與鐵電體的介電損耗的有機(jī)結(jié)合，利用一維納米材料的結(jié)構(gòu)特 性及其限域作用增強(qiáng)了體系中鐵磁相與鐵電相間的損耗協(xié)同效應(yīng)，獲得了高性能磁電復(fù)合 納米纖維吸波材料。2.本發(fā)明的Ni-Zn鐵氧體/BaTiO 3復(fù)合納米纖維微波吸收劑幾乎在 整個(gè)2?18GHz頻段內(nèi)都有強(qiáng)烈的吸收，其電磁參數(shù)及微波吸收特性可方便地通過(guò)改變鐵 磁相與鐵電相的比例以及鐵磁相的化學(xué)成分在一定范圍內(nèi)進(jìn)行有效調(diào)控，在電磁隱身、電 磁屏蔽和防電磁干擾與輻射污染等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。3.本發(fā)明采用溶液靜電紡 絲的方法制備Ni-Zn鐵氧體/BaTiO 3復(fù)合納米纖維微波吸收劑，直接將所金屬鹽和紡絲助 劑溶解于溶劑中，無(wú)需添加其他螯合劑或長(zhǎng)時(shí)間靜置陳化，其工藝過(guò)程簡(jiǎn)單、操作方便、制 備周期短、成本低，利用大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的Ni-Zn鐵氧體/BaTiO3復(fù)合納米纖維的掃描電子顯 微鏡照片； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制備的Ni-Zn鐵氧體/BaTiO3復(fù)合納米纖維的X射線衍射譜圖； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例1制備的Ni-Zn鐵氧體/BaTiO3復(fù)合納米纖維微波吸收劑在 2~18GHz范圍內(nèi)的微波吸收性能曲線。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明 本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各 種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0017] 實(shí)施例1 : 按照鐵磁相Nia5Zna5Fe2O4與鐵電相BaTiO 3的摩爾比為7 : 3,分別稱取0. 3659g鈦 酸四丁酯、〇. 2746乙酸鋇、0. 3121乙酸鎳、0. 2753g乙酸鋅、I. 7720g乙酰丙酮鐵加入到 10. 7800g乙酸和4. 6200g乙醇所組成的混合溶劑中（乙醇與乙酸的質(zhì)量比約為0. 43)，在 室溫下磁力攪拌至所有金屬鹽完全溶解后，再稱取I. 6000g聚乙烯吡咯烷酮（PVP，平均分 子量為1300000)加入到上述溶液中，繼續(xù)磁力攪拌約2小時(shí)形成均相、透明、穩(wěn)定的紡絲前 驅(qū)體溶液，其中PVP的質(zhì)量百分含量為8%，所有金屬鹽的質(zhì)量百分含量為15%。將配制好的 紡絲溶液移入到由直流高壓電源、儲(chǔ)液器、噴絲頭、注射泵和收集器所組成的靜電紡絲裝置 (中國(guó)專利201110201848. 7)中，在電場(chǎng)強(qiáng)度為0. 75kV/cm(即電壓15kV、接收距離20cm)， 溶液供給速度為〇. 45mL/h，室內(nèi)溫度為20?25°C，相對(duì)濕度30?45%的條件下進(jìn)行靜電 紡絲制成PVP/金屬鹽復(fù)合前驅(qū)體纖維。將收集到的前驅(qū)體纖維在烘箱中于KKTC充分干 燥后再放入程控電爐中，在空氣氣氛下以1°C /min的速率由室溫加熱到1050°C焙燒3小 時(shí)，之后隨爐自然冷卻至室溫得到化學(xué)組成為（70m〇l%)Ni Q.5Zna5Fe2(V(30m〇l%)BaTi0 3的 鐵磁/鐵電復(fù)合納米纖維微波吸收劑。所制得的復(fù)合納米纖維微觀形貌良好，粗細(xì)較為均 勻，平均直徑約為250nm(見(jiàn)圖1所示），由尖晶石結(jié)構(gòu)Ni a5Zna5Fe2O4和鈣鈦礦結(jié)構(gòu)BaTiO3 兩相組成，無(wú)其他雜相（見(jiàn)圖2所示），鐵磁相Nia5Zna5Fe2O 4的平均晶粒尺寸為46nm，鐵 電相BaTiO3的平均晶粒尺寸為54nm。當(dāng)吸收劑填充量為60%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）、涂層厚度 為2. 3mm時(shí)，單層（70m〇l%)NiQ.5ZnQ. 5Fe2(V(30m〇l%)BaTi03-硅膠吸波涂層的最小反射率在 13. 58GHz 處達(dá)到-45dB。
[0018] 實(shí)施例2: 基本過(guò)程同實(shí)施例1，不同之處在于=Nia5Zna5Fe2O4與BaTiO 3摩爾比5 :5，鈦酸四 丁酯、乙酸鋇、乙酸鎳、乙酸鋅和乙酰丙酮鐵的質(zhì)量分別為0. 6646g、0. 4988g、0. 2430g、 0· 2143g 和 I. 3793g，得到化學(xué)組成為（SomoW)Nia5Zna5Fe2CV(SOmoW)BaTiO 3 的鐵磁 / 鐵 電復(fù)合納米纖維微波吸收劑，其平均直徑約為220nm，鐵磁相Nia 5Z% 5Fe204的平均晶粒尺寸 為45nm，鐵電相BaTiO 3的平均晶粒尺寸為50nm ;當(dāng)吸收劑填充量為60%、涂層厚度為4. Omm 時(shí)，單層（50mol%)Nia5ZnQ.5Fe2(V(50mol%)BaTiO 3-硅膠吸波涂層的最小反射率在6. 3GHz處 達(dá)到-28dB。
[0019] 實(shí)施例3: 基本過(guò)程同實(shí)施例1，不同之處在于=Nia5Zna5Fe2O4與BaTiO 3摩爾比9 :1，鈦酸四丁酯、 乙酸鋇、乙酸鎳、乙酸鋅和乙酰丙酮鐵的質(zhì)量分別為0. 1127g、0. 0846g、0. 3708g、0. 3271g 和2. 1049g，得到化學(xué)組成為（90mol%) Nia5Zna 5Fe2(V(10mol%) BaTiO3的鐵磁/鐵電復(fù)合納 米纖維微波吸收劑，其平均直徑約為260nm，鐵磁相Nia5Zn a5Fe2O4的平均晶粒尺寸為43nm， 鐵電相BaTiO3的平均晶粒尺寸為20nm ;當(dāng)吸收劑填充量為60%、涂層厚度為4. 5mm時(shí)，單 層（90mol%)NiQ.5ZnQ. 5Fe2(V(10mol%)BaTi03-硅膠吸波涂層的最小反射率在7. 6GHz處達(dá) 到-26dB。
[0020] 實(shí)施例4 : 基本過(guò)程同實(shí)施例1，不同之處在于=Ni-Zn鐵氧體的化學(xué)成分為Nia25Zna75Fe 2O4, 且與BaTiO3摩爾比7 :3,鈦酸四丁酯、乙酸鋇、乙酸鎳、乙酸鋅和乙酰丙酮鐵的質(zhì)量 分別為 〇. 3682g、0. 2763g、0. 1570g、0. 4155g 和 I. 7829g，得到化學(xué)組成為（70mol%) Nia25Zna75Fe2(VOOm0W)BaTiO 3的鐵磁/鐵電復(fù)合納米纖維微波吸收劑，其平均直徑約 為250nm，鐵磁相Nia25Zn a75Fe2O4的平均晶粒尺寸約為45nm，鐵電相BaTiO3的平均晶粒尺 寸約為53nm ;當(dāng)吸收劑填充量為60%、涂層厚度為2. 3mm時(shí)，單層（90mol%)Nia5Zna5Fe2O4/ (lOmol%)BaTiO 3-硅膠吸波涂層的最小反射率在13. 2GHz處達(dá)到-32dB。
[0021] 實(shí)施例5: 基本過(guò)程同實(shí)施例1，不同之處在于：前驅(qū)體纖維的焙燒溫度為950°C，得到的 (70mol%)Nia5ZnQ.5Fe2(V(30m 〇l%)BaTiO3的鐵磁/鐵電復(fù)合納米纖維微波吸收劑的平均直 徑約為240nm，鐵磁相Ni a5Zna5Fe2O4的平均晶粒尺寸約為31nm，鐵電相BaTiO 3的平均晶粒 尺寸約為37nm ;當(dāng)吸收劑填充量為60%、涂層厚度為4. 5mm時(shí)，單層（70mol%) Nia 5ZnQ. 5Fe204/ (30mol%)BaTiO3-硅膠吸波涂層的最小反射率在6. 2GHz處達(dá)到-27dB。
[0022] 實(shí)施例6 : 基本過(guò)程同實(shí)施例1，不同之處在于：吸收劑填充量為70%、涂層厚度為4. Omm時(shí)，單 層（70mol%)NiQ.5ZnQ.5Fe 2(V(30mol%)BaTi03-硅膠吸波涂層的最小反射率在6. 2GHz處達(dá) 到-73dB。
[0023] 本發(fā)明中尖晶石型鐵氧體是一種性能較為優(yōu)良且應(yīng)用成熟的微波吸收材料，具有 低介電性、高電阻率和易于匹配等優(yōu)點(diǎn)，且比磁性金屬材料具有更高的抗氧化性和耐腐蝕 性能。纖維形狀的尖晶石型鐵氧體還可利用其獨(dú)特的形狀各向異性克服尖晶石型鐵氧體共 振頻率和Snoek極限低等問(wèn)題，提高此類材料在微波頻段的磁導(dǎo)率和磁損耗，進(jìn)而有利于 增強(qiáng)微波吸收性能。相比于現(xiàn)有的尖晶石結(jié)構(gòu)鐵氧體與鈣鈦礦結(jié)構(gòu)鐵電體的物理混合型復(fù) 合粉體吸波材料，本發(fā)明的尖晶石結(jié)構(gòu)鐵氧體/鈣鈦礦結(jié)構(gòu)鐵電體復(fù)合納米纖維微波吸收 劑具有更寬的有效吸收頻率范圍。對(duì)于物理混合型復(fù)合粉體，鐵磁和鐵電相的接觸比較松 散，且存在不均勻等現(xiàn)象，而通過(guò)溶膠-凝膠和靜電紡絲過(guò)程所制備的復(fù)合納米纖維中，鐵 磁和鐵電相的分布非常均勻，且接觸緊密，這不僅可以增強(qiáng)鐵磁與鐵電相間的磁電耦合作 用，而更為重要的是能夠在微觀尺度上形成良好的電磁匹配，使更多的電磁波能夠有效進(jìn) 入到吸波體內(nèi)部被衰減和吸收，從而導(dǎo)致了有效吸收頻帶明顯加寬。
【權(quán)利要求】
1. 一種NZFO-BTO型鐵磁鐵電陶瓷復(fù)合納米纖維微波吸收劑，其特征在于：化學(xué)組成為 (Z 7)NixZrvxFe2O4/ (l-/?)BaTi03,0 彡z 彡 1，0</?〈100 mol%，是由尖晶石結(jié)構(gòu)鐵磁性 Ni-Zn 鐵氧體和鈣鈦礦結(jié)構(gòu)鐵電性BaTiO3納米晶所構(gòu)成，NirZrihFe2O 4的平均晶粒尺寸為20? 50nm，BaTiO3的平均晶粒尺寸為20?70nm，兩相晶粒沿纖維軸向均勻分布，纖維直徑約為 100 ?300nm。
2. -種權(quán)利要求1所述復(fù)合納米纖維微波吸收劑的制備方法，包括以下步驟： (1) 根據(jù)產(chǎn)物的化學(xué)計(jì)量比將金屬鹽按一定濃度比例先溶于溶劑中，然后再加入適量 的聚乙烯吡咯烷酮（PVP)，繼續(xù)攪拌2?8小時(shí)直接制得成分均勻、透明、穩(wěn)定的紡絲溶液； (2) 將步驟（1)所得紡絲溶液經(jīng)高壓靜電紡絲制成PVP/金屬鹽前驅(qū)體纖維，并在 8(TlO(TC進(jìn)行干燥處理； (3) 將步驟（2)制得的前驅(qū)體纖維在空氣氣氛下進(jìn)行熱處理，最后制得結(jié)晶度高、晶型 發(fā)育完善的納米晶Ni-Zn鐵氧體/BaTiO 3復(fù)合納米纖維。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述復(fù)合納米纖維微波吸收劑的制備方法，其特征在于：所述的金 屬鹽為乙酸鎳、乙酸鋅、乙酸鋇、乙酰丙酮鐵和鈦酸四丁酯；所述溶劑為乙醇和乙酸組成的 混合溶劑，乙醇與乙酸的質(zhì)量比為0. 25?4。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述復(fù)合納米纖維微波吸收劑的制備方法，其特征在于：步驟（1)中 所述紡絲溶液中PVP的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7?12%，金屬鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%?18%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述復(fù)合納米纖維微波吸收劑的制備方法，其特征在于：步驟（2)中 靜電紡絲電場(chǎng)強(qiáng)度為0. 6?I. 5kV/cm，溶液推進(jìn)速率0. 2?0. 8mL/h，溫度為15?30°C，相 對(duì)濕度50%以下。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述復(fù)合納米纖維微波吸收劑的制備方法，其特征在于：步驟（3)中 熱處理溫度為800?1200°C，升溫速率為0. 5?5°C /min，保溫時(shí)間為1?8小時(shí)。
7. -種應(yīng)用權(quán)利要求1所述復(fù)合納米纖維微波吸收劑的吸波涂層，其特征在于：所述 復(fù)合納米纖維波吸收劑均勻涂覆在基體上，形成2?4mm的涂層。
【文檔編號(hào)】D01F9/08GK104213251SQ201410337372
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】向軍, 李佳樂(lè), 葉芹, 劉敏, 徐加煥 申請(qǐng)人:江蘇科技大學(xué)