本發(fā)明涉及應(yīng)用于智能器件的材料，具體涉及一種用于電磁波吸收的磁控可調(diào)熱相變材料及其制備方法及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、本發(fā)明提供一種用于電磁波吸收的磁控可調(diào)熱相變材料及其制備方法，通過將微納米級磁性顆粒分散到熱塑性石蠟基體中，并結(jié)合膨脹石墨制備而成。磁性顆粒在平面線圈產(chǎn)生的磁場作用下，通過熱塑性基體的相變行為（熔融與固化過程）形成與磁場方向平行的鏈狀結(jié)構(gòu)，從而改變材料的微觀結(jié)構(gòu)特性。本發(fā)明通過在材料加熱融化階段結(jié)合磁場方向變化，利用熱塑性基體相變過程中對磁性顆粒分布動態(tài)優(yōu)化，形成特定鏈狀結(jié)構(gòu)，在冷卻固化后賦予材料多頻段吸波能力，傳統(tǒng)電磁波吸收材料的性能一旦固化成型便難以調(diào)整，無法滿足實(shí)際應(yīng)用中對吸波性能動態(tài)調(diào)節(jié)的需求。本發(fā)明采用納米fe@片狀羰基鐵粉作為磁性增強(qiáng)顆粒，利用復(fù)合在材料下方的平面線圈所產(chǎn)生的磁場，實(shí)現(xiàn)了材料電磁波吸收性能的動態(tài)優(yōu)化。同時，通過將膨脹石墨作為形狀穩(wěn)定劑，進(jìn)一步提升了材料的熱穩(wěn)定性和形狀記憶功能，使其在外界環(huán)境變化時依然保持優(yōu)良的吸波性能，本發(fā)明能夠通過平面線圈所產(chǎn)生的磁場在相變過程中改變磁性顆粒的排布以優(yōu)化性能，賦予材料在不同頻段的吸波性能動態(tài)響應(yīng)能力。這一特點(diǎn)使得本發(fā)明的磁控可調(diào)熱相變材料在電磁波吸收、隱身材料及相關(guān)智能吸波器件領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供一種用于電磁波吸收的磁控可調(diào)熱相變材料及其制備方法，通過結(jié)合熱塑性石蠟的熱致相變特性和磁性復(fù)合顆粒的磁致效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了復(fù)合材料的動態(tài)性能優(yōu)化。本發(fā)明還提供了這種磁控可調(diào)熱相變材料的制備方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種用于電磁波吸收的磁控可調(diào)熱相變材料，包括如下質(zhì)量份數(shù)的原料組成：

3、包括熱塑性石蠟基體和分布于熱塑性石蠟基體中的磁性復(fù)合顆粒和膨脹石墨，所述磁性復(fù)合顆粒通過氧化還原法在片狀羰基鐵粉表面沉積納米fe制備而成；通過將上述復(fù)合材料澆鑄在帶有平面線圈的基板上，在加熱融化材料時通過調(diào)整平面線圈電流方向，形成不同磁場模式以改變磁性顆粒鏈狀排列方式，從而優(yōu)化吸波性能，本發(fā)明提供的磁控可調(diào)熱相變材料，包括熱塑性石蠟基體、分布于基體中的磁性復(fù)合顆粒和膨脹石墨，所述磁性復(fù)合顆粒通過氧化還原法在片狀羰基鐵粉表面沉積納米fe制備而成，本發(fā)明采用磁性復(fù)合顆粒作為吸波增強(qiáng)顆粒，通過膨脹石墨的形狀穩(wěn)定作用，在結(jié)合熱塑性石蠟的熔融-固化過程中，通過平面線圈所產(chǎn)生的磁場驅(qū)動磁性顆粒的鏈狀結(jié)構(gòu)排列，從而動態(tài)調(diào)節(jié)復(fù)合材料的電磁波吸收特性，在材料制備時，將納米fe@片狀羰基鐵粉（cip）制備為磁性復(fù)合顆粒，加入液態(tài)熱塑性石蠟中，同時添加膨脹石墨，通過機(jī)械攪拌均勻后，將混合物倒入模具中，并在勻強(qiáng)磁場作用下冷卻固化，磁性復(fù)合顆粒在磁場作用下能夠形成與磁場方向一致的鏈狀結(jié)構(gòu)，賦予復(fù)合材料優(yōu)異的電磁波吸收性能，并且吸波特性可通過磁場進(jìn)行動態(tài)優(yōu)化，本發(fā)明的磁控可調(diào)熱相變材料不僅能夠在固化成型過程中設(shè)計其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，還能夠在使用過程中，通過高溫條件和平面線圈所產(chǎn)生的磁場重新驅(qū)動磁性顆粒分布狀態(tài)的重構(gòu)，進(jìn)一步優(yōu)化吸波性能，所述材料在特定頻段具有顯著的電磁波吸收效果，同時具備良好的熱穩(wěn)定性和形狀穩(wěn)定性。

4、一種用于電磁波吸收的磁控可調(diào)熱相變材料的制備方法，包括如下步驟：

5、步驟一、制備磁性復(fù)合顆粒，將片狀羰基鐵粉與分散劑加入硫酸亞鐵溶液中攪拌均勻后，緩慢滴加硼氫化鈉溶液進(jìn)行還原反應(yīng)，獲得納米fe@片狀cip；

6、步驟二、將磁性復(fù)合顆粒與液態(tài)熱塑性石蠟攪拌均勻；

7、步驟三、加入膨脹石墨后混合均勻，倒入模具；

8、步驟四、將模具置于帶有平面線圈的基板上，在材料加熱融化階段通過調(diào)整平面線圈電流方向形成不同磁場模式，并在冷卻固化后獲得具有磁控可調(diào)吸波性能的復(fù)合材料。

9、優(yōu)選的，磁場模式包括：

10、模式一：平面線圈產(chǎn)生全n極磁場；

11、模式二：平面線圈產(chǎn)生n極與s極成列間隔排列的磁場；

12、模式三：平面線圈產(chǎn)生n極與s極成塊間隔排列的磁場。

13、優(yōu)選的，材料組成包括石蠟40-50份、納米fe@片狀cip?30-40份、膨脹石墨10-20份。

14、優(yōu)選的，步驟四固化時間為5-10分鐘，融化溫度范圍為50-80°c。

15、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過相變驅(qū)動的磁性顆粒重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了材料吸波性能的動態(tài)優(yōu)化。進(jìn)一步地，在材料加熱融化階段，通過調(diào)整平面線圈的電流方向形成不同磁場模式，誘導(dǎo)磁性復(fù)合顆粒排列成全n極、n極與s極成列間隔或成塊間隔的鏈狀結(jié)構(gòu)，從而優(yōu)化電磁波吸收性能。膨脹石墨的加入提升了材料的形狀穩(wěn)定性，防止材料在熱相變過程中發(fā)生形狀改變，本發(fā)明的磁控可調(diào)熱相變材料在吸波性能、熱穩(wěn)定性和動態(tài)響應(yīng)能力方面表現(xiàn)優(yōu)異，適用于電磁隱身、雷達(dá)吸波、無線通訊等領(lǐng)域，并具有較高的產(chǎn)業(yè)化潛力。

技術(shù)特征：

1.一種用于電磁波吸收的磁控可調(diào)熱相變材料，其特征在于，包括如下質(zhì)量份數(shù)的原料組成：包括熱塑性石蠟基體和分布于熱塑性石蠟基體中的磁性復(fù)合顆粒和膨脹石墨，所述磁性復(fù)合顆粒通過氧化還原法在片狀羰基鐵粉表面沉積納米fe制備而成；通過將上述復(fù)合材料澆鑄在帶有平面線圈的基板上，在加熱融化材料時通過調(diào)整平面線圈電流方向，形成不同磁場模式以改變磁性顆粒鏈狀排列方式，從而優(yōu)化吸波性能。

2.一種用于電磁波吸收的磁控可調(diào)熱相變材料的制備方法，其特征在于,包括如下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于電磁波吸收的磁控可調(diào)熱相變材料的制備方法，其特征在于：所述磁場模式包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于電磁波吸收的磁控可調(diào)熱相變材料的制備方法，其特征在于：所述材料組成包括石蠟40-50份、納米fe@片狀cip?30-40份、膨脹石墨10-20份。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于電磁波吸收的磁控可調(diào)熱相變材料的制備方法，其特征在于：所述步驟四固化時間為5-10分鐘，融化溫度范圍為50-80°c。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種用于電磁波吸收的磁控可調(diào)熱相變材料及其制備方法及其制備方法，包括如下質(zhì)量份數(shù)的原料組成：包括熱塑性石蠟基體和分布于熱塑性石蠟基體中的磁性復(fù)合顆粒和膨脹石墨，所述磁性復(fù)合顆粒通過氧化還原法在片狀羰基鐵粉表面沉積納米Fe制備而成；通過將上述復(fù)合材料澆鑄在帶有平面線圈的基板上，在加熱融化材料時通過調(diào)整平面線圈電流方向，形成不同磁場模式以改變磁性顆粒鏈狀排列方式，從而優(yōu)化吸波性能。本發(fā)明通過改變加熱條件與磁場方向，材料的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生相變驅(qū)動的重構(gòu)，賦予其多頻段吸波能力及動態(tài)響應(yīng)特性。本發(fā)明結(jié)合了熱相變和磁響應(yīng)的雙重特性，特別適用于需要可變吸波性能的智能隱身裝置及電磁波防護(hù)領(lǐng)域。

技術(shù)研發(fā)人員：楊芾藜,成濤,徐鴻宇,王思韡,陳文禮,謝廣成,劉型志,譚蕓昊,曾妍,要文波,蘇宇,萬子恒,馬明輝
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國網(wǎng)重慶市電力公司營銷服務(wù)中心
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9