本發(fā)明屬于電磁波吸波材料，具體涉及一種bn納米線-eg復(fù)合電磁波吸收材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著電磁波污染問題的日益嚴(yán)峻，特別是在電子設(shè)備及軍事領(lǐng)域的顯著干擾與危害，傳統(tǒng)吸波材料如鐵氧體等因其固有的局限性——損耗機(jī)制單一、密度大、耐高溫性差及易氧化等，已難以滿足現(xiàn)代對微波吸收材料提出的輕薄化、寬頻帶、輕量化及高效吸收強(qiáng)度的迫切需求。因此，制備具有強(qiáng)、輕、寬、薄等特點(diǎn)的高效電磁吸波材料尤為重要。

2、氮化硼(bn)，作為一種類石墨烯材料，展現(xiàn)出與石墨烯極為相似的晶格結(jié)構(gòu)與諸多優(yōu)異性能，包括低密度、卓越的機(jī)械強(qiáng)度、優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性、抗氧化性、潤滑性及導(dǎo)熱性。尤為重要的是，其高電阻率(10-16～10-18ω·cm)和寬帶隙(6.0ev)特性為調(diào)節(jié)碳材料的介電性能與阻抗匹配，進(jìn)而增強(qiáng)電磁波吸收效能提供了可能。另一方面，膨脹石墨(eg)憑借輕質(zhì)、化學(xué)穩(wěn)定性佳及出色的介質(zhì)損耗性能，被視為極具潛力的電磁波吸收劑候選材料。然而，eg的應(yīng)用受限于阻抗失配與單一的衰減機(jī)制，這促使研究者探索eg與其他材料的復(fù)合策略以拓寬其應(yīng)用前景。

3、盡管已有諸多關(guān)于eg與不同材料復(fù)合的制備方法被報(bào)道，例如，張等人采用原位熱液自組裝和硫氣相沉積的方法合成了eg/雙金屬硫化物雜合體，應(yīng)用于電磁波吸收領(lǐng)域。鄭等人研究了磁性co納米顆粒/cnts/eg多孔復(fù)合材料，由于磁損耗和介電損耗的產(chǎn)生，提高了其電磁波吸收性能。關(guān)于氮化硼(bn)與膨脹石墨(eg)的復(fù)合材料制備研究鮮有報(bào)道。特別是在將這兩種材料結(jié)合以形成復(fù)合材料的過程中，面臨著復(fù)合方法復(fù)雜以及電磁參數(shù)難以有效調(diào)控等挑戰(zhàn)。這些問題限制了bn與eg復(fù)合材料在電磁波吸收及其他潛在應(yīng)用中的進(jìn)一步推廣與優(yōu)化。因此，探索更為簡便的復(fù)合制備工藝，并實(shí)現(xiàn)對復(fù)合材料電磁參數(shù)的精準(zhǔn)調(diào)控，成為當(dāng)前研究的重要方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服碳系電磁波吸收材料阻抗不匹配，介電常數(shù)偏高，電磁參數(shù)難以有效調(diào)控等不足，提供一種bn納米線-eg復(fù)合電磁波吸收材料及其制備方法，用三聚氰胺和硼酸合成氮化硼的同時(shí)與膨脹石墨一步復(fù)合，制備出具有良好的電磁波吸收性能的碳材料，以解決現(xiàn)有碳系電磁波吸收材料自身阻抗不匹配問題。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明公開了一種bn納米線-eg復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

4、將三聚氰胺、硼酸和膨脹石墨溶解混合均勻，加熱制得分散液；對分散液進(jìn)行冷凍干燥得到前驅(qū)體，前驅(qū)體在惰性氣氛下進(jìn)行煅燒，冷卻后得到bn納米線-eg復(fù)合材料。

5、所述三聚氰胺與硼酸的質(zhì)量比為1:(1～3)，三聚氰胺與硼酸的總質(zhì)量0.6～1.0g。

6、所述膨脹石墨的加入量為25～200mg。

7、所述加熱采用油浴，油浴溫度為70～100℃。

8、所述加熱時(shí)間為2-4h。

9、所述冷凍干燥時(shí)間為24～48h。

10、所述煅燒處理的溫度為1000～1200℃，升溫速率為2～5℃/min。

11、所述惰性氣氛為n2氣氛。

12、本發(fā)明還公開了一種根據(jù)上述的制備方法制得的bn納米線-eg復(fù)合材料，所述bn納米線-eg復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)為蠕蟲狀和線狀的復(fù)合結(jié)構(gòu)。

13、本發(fā)明還公開了上述的bn納米線-eg復(fù)合材料在電磁波吸收領(lǐng)域中應(yīng)用。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

15、本發(fā)明公開了一種具有電磁波吸收性能bn納米線-eg復(fù)合材料的制備方法，該制備方法首先將三聚氰胺、硼酸和膨脹石墨三種材料一步處理，在合成氮化硼的同時(shí)完成氮化硼和膨脹石墨的復(fù)合。通過調(diào)整三聚氰胺和硼酸的質(zhì)量比，控制膨脹石墨的添加量來調(diào)控復(fù)合材料的介電常數(shù)，制備出具有三維立體結(jié)構(gòu)電磁波吸收性能優(yōu)異的bn納米線-eg復(fù)合材料，該復(fù)合材料擁有一維結(jié)構(gòu)與三維結(jié)構(gòu)互相交錯(cuò)搭建易于內(nèi)部導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)建立的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，便于電子內(nèi)部遷移和躍遷，有效增強(qiáng)電導(dǎo)損耗。多維結(jié)構(gòu)復(fù)合會(huì)有效增加體系的界面面積，進(jìn)而顯著提高其界面損耗性能。通過此方法制備的bn納米線-eg復(fù)合材料，制備過程步驟簡單、操作簡便、重復(fù)性高。在電磁波吸收方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

16、進(jìn)一步的，三聚氰胺和硼酸的用量對bn的合成具有重要的調(diào)節(jié)作用，合適的比例可在無模板的情況下合成線狀結(jié)構(gòu)的bn。

17、進(jìn)一步的，合適的膨脹石墨添加量可以調(diào)整eg和bn的復(fù)合比例，進(jìn)而對復(fù)合材料的介電常數(shù)進(jìn)行了有效的調(diào)控，使得該復(fù)合材料擁有較優(yōu)的電磁波吸收性能。

18、進(jìn)一步的，限定的油浴溫度及時(shí)間可以形成良好的bn納米線。

19、進(jìn)一步的，本發(fā)明氣體原料為普通實(shí)驗(yàn)惰性氣體n2，惰性氣體在實(shí)驗(yàn)中作為保護(hù)氣氛，可以避免雜質(zhì)的引入以及氧化物的生成，以提高產(chǎn)品的純度。

20、本發(fā)明提出的一種bn納米線-eg復(fù)合材料的制備方法，相對于現(xiàn)有發(fā)明合成工藝簡單、易控、節(jié)約能源，具有良好的電磁波吸收性能，在電磁波吸收領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用潛力。

21、本發(fā)明所制得的bn納米線-eg復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)為蠕蟲狀和線狀的復(fù)合結(jié)構(gòu)，對于開發(fā)具有高效電磁波吸收性能的吸波材料至關(guān)重要，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅調(diào)節(jié)了體系的介電常數(shù)，而且延長了電磁波的傳播路徑，進(jìn)而提高了導(dǎo)電損耗和界面損耗。

22、綜上所述，本發(fā)明方法工藝簡單，制備的具有異質(zhì)界面的bn納米線可以優(yōu)化復(fù)合材料的阻抗匹配問題。該復(fù)合材料制備工藝簡單、易控、節(jié)約能源且環(huán)境友好，產(chǎn)品沒有其他的雜相生成，同時(shí)表現(xiàn)出優(yōu)異的吸波性能。

技術(shù)特征：

1.一種bn納米線-eg復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種bn納米線-eg復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述三聚氰胺與硼酸的質(zhì)量比為1:(1～3)，三聚氰胺與硼酸的總質(zhì)量0.6～1.0g。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種bn納米線-eg復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述膨脹石墨的加入量為25～200mg。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種bn納米線-eg復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述加熱采用油浴，油浴溫度為70～100℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種bn納米線-eg復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述加熱時(shí)間為2-4h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種bn納米線-eg復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述冷凍干燥時(shí)間為24～48h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種bn納米線-eg復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述煅燒處理的溫度為1000～1200℃，升溫速率為2～5℃/min。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種bn納米線-eg復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述惰性氣氛為n2氣氛。

9.一種根據(jù)權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的制備方法制得的bn納米線-eg復(fù)合材料，其特征在于，所述bn納米線-eg復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)為蠕蟲狀和線狀的復(fù)合結(jié)構(gòu)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的bn納米線-eg復(fù)合材料在電磁波吸收領(lǐng)域中應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種BN納米線?EG復(fù)合電磁波吸收材料及其制備方法和應(yīng)用，屬于電磁波吸波材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明方法將三聚氰胺、硼酸和膨脹石墨溶解混合均勻，加熱制得分散液；對分散液進(jìn)行冷凍干燥得到前驅(qū)體，前驅(qū)體在惰性氣氛下進(jìn)行煅燒，冷卻后得到BN納米線?EG復(fù)合材料；通過有效調(diào)節(jié)BN納米線與EG的物料配比，進(jìn)而調(diào)節(jié)其介電常數(shù)和電磁波吸收性能。本發(fā)明的方法工藝簡單、易控、節(jié)約能源，獲得的BN納米線?EG復(fù)合材料物相純凈，結(jié)構(gòu)均勻、并且能夠?qū)崿F(xiàn)適合大規(guī)模生產(chǎn)，具有良好的電磁波吸收性能。

技術(shù)研發(fā)人員：周夢嬌,原曉艷,吳浩東,王文宇,賀涵熔,楊涵博
受保護(hù)的技術(shù)使用者：陜西科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10