一种核壳结构耐高温吸波材料及其制备方法和应用

本发明属于纳米吸波材料，具体涉及一种核壳结构耐高温吸波材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着信息技术的快速发展，电磁干扰污染问题日益突出。为了解决这一问题，吸波材料近年来受到越来越多的关注，其可广泛应用于军用隐身材料、生物医学材料、防辐射服装、电磁屏蔽等领域，然而随着科技的发展，常温雷达吸波材料已难满足需要，亟待研制高性能高温雷达吸波材料。

2、石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成的六角型蜂巢晶格二维碳纳米材料，石墨烯具有轻质、耐腐蚀性强、高导热性等优点，上述优点使得石墨烯有可能成为一种新型的电磁波吸收材料，将碳材料与其他化合物纳米粒子复合是提高吸波性能的一种有效途径。然而现有吸波复合材料无法兼顾耐高温性能和吸波性能，因此，开发一种兼具耐高温和优异吸波性能的复合材料显得尤为重要。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有吸波复合材料无法兼顾耐高温性能和吸波性能的技术问题，而提供一种核壳结构耐高温吸波材料及其制备方法和应用。

2、本发明的目的是通过如下技术方案来完成的：

3、本发明的目的之一是提供一种核壳结构耐高温吸波材料的制备方法，所述制备方法按以下步骤进行：

4、s1：将还原氧化石墨烯超声分散于乙醇中，然后将分散液滴加到石英晶片表面，静置一定时间；

5、s2：转入原子层沉积反应器中，用三甲基铝和去离子水作为前体进行原子层沉积，在还原氧化石墨烯表面包裹氧化铝，即得到核壳结构耐高温吸波材料。

6、进一步限定，s1中分散液浓度为0.2-0.3g/l。

7、进一步限定，s1中超声分散0.5-2h。

8、进一步限定，s1中静置1-2h。

9、进一步限定，s2中沉积时衬底温度为180-200℃。

10、进一步限定，s2中沉积时前体温度为60-80℃。

11、进一步限定，s2中原子层沉积过程为：三甲基铝的脉冲时间为0.1-0.5s，吹扫6-10s，水的脉冲时间为0.1-0.3s，吹扫6-10s，此为一个沉积循环，循环次数为100-300次。

12、本发明的目的之二是提供一种按上述方法制得的核壳结构耐高温吸波材料，所述核壳结构耐高温吸波材料的壳层为氧化铝，核为还原氧化石墨烯。

13、进一步限定，吸波材料中碳与铝的元素质量比为：2:1。

14、本发明的目的之三在于提供一种按上述方法制得的核壳结构耐高温吸波材料在雷达波吸收领域的应用。

15、本发明与现有技术相比具有的显著效果：

16、(1)本发明通过控制前躯体的脉冲时间、沉积温度及循环次数等参数实现对沉积层厚度的精确控制，厚度调控精度可达到埃级，同时显著提高了纳米材料的结构稳定性，当沉积时三甲基铝和水的温度为80℃、衬底温度为200℃、且石墨烯为还原氧化石墨烯时，实现了氧化铝对石墨烯的均匀、完全包覆，从而形成核壳结构，有效提高了复合材料的耐高温性能，同时使其兼具优异的吸波性能。

17、(2)本发明的方法，具有粒子壳层尺寸精确可控的优势，有利于制备轻质的核壳纳米粒子。

技术特征：

1.一种核壳结构耐高温吸波材料的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s1中分散液浓度为0.2-0.3g/l。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s1中超声分散0.5-2h。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s1中静置1-2h。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s2中沉积时衬底温度为180-200℃。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s2中沉积时前体温度为60-80℃。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s2中原子层沉积过程为：三甲基铝的脉冲时间为0.1-0.5s，吹扫6-10s，水的脉冲时间为0.1-0.3s，吹扫6-10s，此为一个沉积循环，循环次数为100-300次。

8.权利要求1-7任一项所述的方法制得的核壳结构耐高温吸波材料，其特征在于，壳层为氧化铝，核为还原氧化石墨烯。

9.根据权利要求8所述的吸波材料，其特征在于，吸波材料中碳与铝的元素质量比为：2:1。

10.权利要求1-7任一项所述的方法制得的核壳结构耐高温吸波材料在雷达波吸收领域的应用。

技术总结
一种核壳结构耐高温吸波材料及其制备方法和应用。本发明属于纳米吸波材料技术领域。本发明的目的是为了解决现有吸波复合材料无法兼顾耐高温性能和吸波性能的技术问题。本发明的方法通过将还原氧化石墨烯超声分散于乙醇中，然后滴加到石英晶片表面，随后转入封闭型热壁原子层沉积反应器中，用三甲基铝和去离子水作为前体进行原子层沉积，本发明通过控制前躯体的脉冲时间、沉积温度及循环次数等参数实现对沉积层厚度的精确控制，厚度调控精度可达到埃级，通过氧化铝包覆石墨烯形成核壳结构，有效提高了复合材料的的耐高温性能，同时使其兼具优异的吸波性能。

技术研发人员：夏乾善,黄志远,王学涛,张志春,陈明华,陈庆国
受保护的技术使用者：哈尔滨理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15