本發(fā)明涉及新材料技術領域,尤其涉及一種改進基底的吸波材料。
本發(fā)明是在先申請“一種石墨烯改性的四氧化三鐵吸波材料”和“一種石墨烯改性的鈦酸鋇吸波材料”的改進發(fā)明。
背景技術:
隨著現代科學技術的發(fā)展,電磁波輻射對環(huán)境的影響日益增大。在機場、機航班因電磁波干擾無法起飛而誤點;在醫(yī)院、移動電話常會干擾各種電子診療儀器的正常工作。因此,治理電磁污染,尋找一種能抵擋并削弱電磁波輻射的材料——吸波材料,已成為材料科學的一大課題。
吸波材料指能吸收、衰減投射到材料表面的電磁波能量,并將電磁能通過材料內部的介質損耗轉換成成熱能等其它形式的能量耗散掉的一類功能材料。吸波材料由吸收劑、膠黏劑及各種助劑組成,其中吸收劑的電磁性能決定了吸波涂層性能的好壞,在細胞材料中起到關鍵的錯用。
研究證實,鐵氧體吸波材料性能最佳,它具有吸收頻段高、吸收率高、匹配厚度薄等特點。將這種材料應用于電子設備中可吸收泄露的電磁輻射,能達到消除電磁干擾的目的。根據電磁波在介質中從低磁導向高磁導方向傳播的規(guī)律,利用高磁導率鐵氧體引導電磁波,通過共振,大量吸收電磁波的輻射能量,再通過耦合把電磁波的能量轉變成熱能。
隨著現代工藝的發(fā)展,對吸波材料的要求越來越高,要求在吸波效果較好的同時,具備較好的物理機械性能、較好的耐高溫性以及使用維護簡單等。
技術實現要素:
本發(fā)明的目的在于提出一種改進基底的吸波材料,能夠使得吸波材料性能突出。
發(fā)明人的在先申請“一種石墨烯改性的鈦酸鋇吸波材料”和“一種石墨烯改性的四氧化三鐵吸波材料”采用石墨烯粉末/四氧化三鐵粉體和石墨烯改性的鈦酸鋇吸波材料作為吸波主材料,其阻抗匹配層的基底是氯丁橡膠。發(fā)明人對該吸波材料進行了優(yōu)化,對基底進行了優(yōu)化,尋求更高性能的吸波材料,以期提高吸波性能。
為達此目的,本發(fā)明采用以下技術方案:
一種改進基底的吸波材料,其自上而下由阻抗匹配層、損耗層和反射層組成,阻抗匹配層由3-12%MnO2/NiCuZn鐵氧體粉體分散到聚苯胺中形成,損耗層為羥基鐵粉分散到氯丁橡膠中形成,反射層由石墨分散到氯丁橡膠中形成,所述MnO2/NiCuZn鐵氧體粉體中,MnO2:NiCuZn質量比為(6-18):100。
二氧化錳是一種以錳原子為中心的畸變八面體結構,八面體的頂點由氧原子占據,每個錳原子由六個氧原子所包圍形成八面體結構。在軟錳礦和無定型二氧化錳的晶體結構中含有較大的隧道和空穴。這種隧道和空穴結構一方面可以接納其它的離子或分子進入該結構,另一方面在電磁場作用下正負電荷容易向兩極移動,最后聚集在界面處產生界面極化和空問電荷極化,這種極化是造成MnO2材料介電損耗的重要原因之一。
目前對MnO2摻雜鐵氧體或其他氧化物的電磁性能的研究已經充分說明了這一點。本發(fā)明表明,由于二氧化錳的空間電荷極化現象,在NiCuZn鐵氧體中加入MnO2可以降低鐵氧體材料的磁致伸縮常數,從而明顯提高材料的介電常數和磁導率。
在電磁場作用下,二氧化錳結構中的載流子引起局域化堆積,從而造成空間電荷極化,由于空間電荷載流子的堆積需要一定的時間,以使得載流子的軸向與外加電磁場的方向相同,所以在不同的頻率下具有不同的極化強度,由此造成二氧化錳粒子的頻散特性。
本發(fā)明通過特定的配方組分,設計了阻抗匹配層/損耗層/反射層構成的三層復合薄膜,其正面的吸波效果顯著優(yōu)于反面,正面了所述薄膜結構設計的正確。本發(fā)明所述的吸波材料,將阻抗匹配層替換為聚苯胺之后,其在厚度為0.2mm時,其最大吸收超過-21.2dB,性能遠遠優(yōu)于采用氯丁橡膠。
具體實施方式
下面通過具體實施方式來進一步說明本發(fā)明的技術方案。
實施例1
一種改進基底的吸波材料,其自上而下由阻抗匹配層、損耗層和反射層組成,阻抗匹配層由3%MnO2/NiCuZn鐵氧體粉體到聚苯胺中形成,損耗層為羥基鐵粉分散到氯丁橡膠中形成,反射層由石墨分散到氯丁橡膠中形成,MnO2:NiCuZn質量比為6:100。
實施例2
一種改進基底的吸波材料,其自上而下由阻抗匹配層、損耗層和反射層組成,阻抗匹配層由12%MnO2/NiCuZn鐵氧體粉體分散到聚苯胺中形成,損耗層為羥基鐵粉分散到氯丁橡膠中形成,反射層由石墨分散到氯丁橡膠中形成,MnO2:NiCuZn質量比為18:100。
對比例1
將實施例1中所述阻抗匹配層基底替換為氯丁橡膠,其余與實施例1相同。
對比例2
將實施例2中所述阻抗匹配層基底替換為氯丁橡膠,其余與實施例1相同。
實施例1和2所述的吸波材料,與對比例2的吸波材料對比,當其均在厚度為0.2mm時,本發(fā)明其最大吸收超過-21.2.2dB,遠遠超過對比例1和2,證明采用聚苯胺基體以后,相對于氯丁橡膠,性能獲得大幅提升。