一种SiC@SiO2@铁氧体高温吸波复合材料及其制备方法与流程

文档序号:16588144发布日期:2019-01-14 18:48阅读:533来源:国知局
一种SiC@SiO2@铁氧体高温吸波复合材料及其制备方法与流程

本发明属于高温吸波功能复合材料领域,具体涉及一种sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料及其制备方法。



背景技术:

随着现代科技的发展,军事探测手段日益先进,为保障军需装备、指战人员的安全,提高军事战斗力,必须采用各种隐身手段来提高隐身能力。在日常生活中,各种电子、电器设备为社会生产提供了很高的效率,与此同时,设备在工作中产生的电磁辐射又不容忽视,它已经开始逐渐影响我们的生产和生活,使得人类生存空间的电磁环境日益恶化。由电磁波引起的诸多问题正逐渐引起人们的关注,这也使得吸波材料在应用上突破最初的军事层面,同时在安全信息保密、人体电磁防护、医疗设备及电视广播的电磁辐射防护等民用领域也开始发挥作用。

目前,各种微波吸收材料已经有了广泛的研究,但是几乎每一种类型的吸波材料都有自身应用的局限性,如铁氧体吸波材料由于饱和磁化强度比较低,高频下磁导率衰减过快而不利于电磁波的损耗。日本专利特公昭61-205627“微波吸收材料粉末的制造方法”报道了一种由mn、zn、铁氧体粉末为主的吸波剂的微波吸收材料及其制备方法,但这种方法必须先用氧化铁调配后才能烧结,因此工艺比较复杂;申请号为200410099156中国专利公开的一种包覆钡铁氧体薄膜的sic电磁吸波材料和申请号为97108989.2的中国专利公开的电磁波吸收材料及制造方法,都报道了应用zn、co、cu、mg、cr、v铁氧体等材料经过一系列处理可制备一种吸波晶片,在0.6-5ghz频段可实现吸波。但这些材料的吸波范围较窄,未显示出屏蔽效应。



技术实现要素:

本发明是要解决现有的吸波材料制备工艺复杂、吸波范围较窄、无屏蔽效应的技术问题,而提供一种sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料及其制备方法。

本发明的sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料,是以sic为核,核外包覆sio2层,在sio2层上粘附着铁氧体粒子。

上述的sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料的制备方法,按以下步骤进行:

一、碳化硅表面预处理:

a、将碳化硅放入管式炉中,在空气或氮气气氛中,升温至200~300℃并保持2h~4h,氧化去除表面杂质;

b、将碳化硅分散在酸性亲水溶液中搅拌2h-4h,再超声分散处理1h-2h,然后用蒸馏水洗涤,过滤,干燥,得到亲水性碳化硅;

二、合成sic@sio2:

c、将亲水性碳化硅分散到醇水混合溶剂中,然后加入分散剂、阳离子表面活性剂和乳化剂并搅拌均匀,接着加入硅烷偶联剂、正硅酸乙酯和催化剂,混合液再继续搅拌反应6~8h,离心分离,固相物用水和乙醇洗涤,然后真空干燥,得到包覆二氧化硅的碳化硅,记为sic@sio2;

三、sic@sio2@铁氧体的合成:

d、将还原剂加入到浓度为0.1~0.15mol/l的盐酸中混合均匀,陈化60~72h,得到敏化液;再将包覆二氧化硅的碳化硅加入到敏化液中浸泡1h~2h进行敏化,然后过滤出来,用蒸馏水洗涤,室温下干燥;

e、将活化剂加入到浓度为0.25~0.3mol/lhcl中混合均匀,陈化30~36h,得到活化液;将经步骤三d中处理后的包覆二氧化硅的碳化硅加入到活化液中浸泡0.5h~1h进行活化,然后过滤出来,用蒸馏水洗涤至ph为中性,放在烘箱中干燥;

f、将经步骤e处理后的包覆二氧化硅的碳化硅分散在ph值为8.5~9.5的碱液中,再加入制备铁氧体的盐、强还原剂,最后加入ph缓冲溶液以保证混合液的ph值保持在8.5~9.5,在45~65℃的条件下搅拌反应1~2h,过滤,将固相物用蒸馏水洗涤至ph值为中性,在室温下干燥;

g、将经步骤三f处理的包覆二氧化硅的碳化硅放入焙烧炉中,在空气或氮气气氛下,升温至650℃~700℃保持2h~3h,再冷却至室温,得到sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料。

本发明的sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料采用sic作核,sic属于原子晶体,具有强度较高的共价键,尤其具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、硬度高、强度大等优良的特点,具有异常突出的化学稳定性和热稳定性,同时还具有良好的力学和热传导性能,在sic核上,通过对碳化硅表面改性和包裹可控制介电常数大小,实现电磁波入射界面处具有较好的阻抗匹配,提升吸波或电磁屏蔽效果,制备了密度轻、涂敷薄、宽频带和多频段吸收的介电型吸波材料。

本发明的sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料具有以下优点:

1、制备工艺简单,操作简便,设备要求低,产率高;

2、所用硅源和镍源原料廉价易得,通过调节正硅酸乙酯(teos)和镍盐、铁盐或钴盐的浓度可以改变sio2和铁氧体层的厚度;

3、本发明的吸波复合材料在特定微波频段内如x波段(8-12ghz)和ku波段(12-18ghz),其反射损耗均低于-5db,最大反射损耗达到-14db,具有高介电损耗、厚度较薄以及密度低的优点。同时其吸波强度和吸波频段可控。

本发明的sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料可用于吸波材料领域。

附图说明

图1是本发明的sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料的结构示意图;

图2是实施例1中经步骤一b预处理碳化硅(β-sic)的sem照片;

图3是实施例1中经步骤一b预处理碳化硅(β-sic)的tem照片;

图4是实施例1中经步骤二c合成的包覆二氧化硅的碳化硅(sic@sio2)的sem照片;

图5是实施例1中经步骤二c合成的包覆二氧化硅的碳化硅(sic@sio2)的tem照片;

图6是实施例1中步骤三g得到的sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料的sem照片;

图7是实施例1中经步骤三g得到的sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料的tem照片;

图8是实施例1中经步骤二c合成的包覆二氧化硅的碳化硅(sic@sio2)的xrd谱图;

图9是实施例1中经步骤三g得到的sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料的xrd谱图;

图10是实施例1中经步骤三g得到的sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料的吸波性能3d模拟图;

图11是实施例1中经步骤三g得到的sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料在厚度为4.87mm时的吸波性能曲线。

图12是实施例2中经步骤三g得到的sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料的吸波性能3d模拟图;

图13是实施例2中经步骤三g得到的sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料在厚度为4.87mm时的吸波性能曲线。

图14是实施例3中经步骤三g得到的sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料的吸波性能3d模拟图;

图15是实施例3中经步骤三g得到的sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料在厚度为4.87mm时的吸波性能曲线。

图16是实施例4中经步骤三g得到的sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料的吸波性能3d模拟图;

图17是实施例4中经步骤三g得到的sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料在厚度为4.87mm时的吸波性能曲线。

具体实施方式

具体实施方式一:本实施方式的sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料,是以sic为核,核外包覆sio2层,在sio2层上粘附着铁氧体粒子。

本实施方式的sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料的结构示意图如图1所示。

具体实施方式二:具体实施方式一的所述的的sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料的制备方法,按以下步骤进行:

一、碳化硅表面预处理:

a、将碳化硅放入管式炉中,在空气或氮气气氛中,升温至200~300℃并保持2h~4h,氧化去除表面杂质;

b、将碳化硅分散在酸性亲水溶液中搅拌2h-4h,再超声分散处理1h-2h,然后用蒸馏水洗涤,过滤,干燥,得到亲水性碳化硅;

二、合成sic@sio2:

c、将亲水性碳化硅分散到醇水混合溶剂中,然后加入分散剂、阳离子表面活性剂和乳化剂并搅拌均匀,接着加入硅烷偶联剂、正硅酸乙酯和催化剂,混合液再继续搅拌反应6~8h,离心分离,固相物用水和乙醇洗涤,然后真空干燥,得到包覆二氧化硅的碳化硅,记为sic@sio2;

三、sic@sio2@铁氧体的合成:

d、将还原剂加入到浓度为0.1~0.15mol/l的盐酸中混合均匀,陈化60~72h,得到敏化液;再将包覆二氧化硅的碳化硅加入到敏化液中浸泡1h~2h进行敏化,然后过滤出来,用蒸馏水洗涤,室温下干燥;

e、将活化剂加入到浓度为0.25~0.3mol/lhcl中混合均匀,陈化30~36h,得到活化液;将经步骤三d中处理后的包覆二氧化硅的碳化硅加入到活化液中浸泡0.5h~1h进行活化,然后过滤出来,用蒸馏水洗涤至ph为中性,放在烘箱中干燥;

f、将经步骤e处理后的包覆二氧化硅的碳化硅分散在ph值为8.5~9.5的碱液中,再加入制备铁氧体的盐、强还原剂,最后加入ph缓冲溶液以保证混合液的ph值保持在8.5~9.5,在45~65℃的条件下搅拌反应1~2h,过滤,将固相物用蒸馏水洗涤至ph值为中性,在室温下干燥;

g、将经步骤三f处理的包覆二氧化硅的碳化硅放入焙烧炉中,在空气或氮气气氛下,升温至650℃~700℃保持2h~3h,再冷却至室温,得到sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料。

具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式二不同的是步骤一a中碳化硅为α-sic或β-sic,其中α-sic为4h型、15r型或6h型;其它与具体实施方式二相同。

具体实施方式四:本实施方式与具体实施方式二或三不同的是步骤一b中干燥温度为60℃~100℃,干燥时间为2~8小时;其它与具体实施方式二或三相同。

具体实施方式五:本实施方式与具体实施方式二至四之一不同的是步骤一b中酸性亲水溶液为氢氟酸水溶液、盐酸水溶液、硝酸水溶液、硫酸水溶液中的一种或其中几种的组合。其它与具体实施方式二至四之一相同。

具体实施方式六:本实施方式与具体实施方式二至五之一不同的是步骤二c中所述的醇水混合溶剂中醇与水的体积比为(2.5~6):1。其它与具体实施方式二至五之一相同。

具体实施方式七:本实施方式与具体实施方式二至六之一不同的是步骤二c中亲水性碳化硅的质量与醇水混合溶剂的体积的比为1g:(1250~1750)ml。其它与具体实施方式二至六之一相同。

具体实施方式八:本实施方式与具体实施方式二至七之一不同的是步骤二c中混合液中分散剂的质量百分浓度为4%~6%。其它与具体实施方式二至七之一相同。

具体实施方式九:本实施方式与具体实施方式二至八之一不同的是步骤二c中混合液中阳离子表面活性剂的浓度为0.01~0.03mol/l。其它与具体实施方式二至八之一相同。

具体实施方式十:本实施方式与具体实施方式二至九之一不同的是步骤二c中混合液中乳化剂的体积百分浓度为2%~3%。其它与具体实施方式二至九之一相同。

具体实施方式十一:本实施方式与具体实施方式二至十之一不同的是步骤二c中混合液中硅烷偶联剂的质量百分浓度为5%~20%。其它与具体实施方式二至十之一相同。

具体实施方式十二:本实施方式与具体实施方式二至十一之一不同的是步骤二c中正硅酸乙酯与亲水性碳化硅的质量比(3.5~5.5):1。其它与具体实施方式二至十一之一相同。

具体实施方式十二:本实施方式与具体实施方式二至十一之一不同的是步骤二c中催化剂与亲水性碳化硅的质量比(18~23):1。其它与具体实施方式二至十一之一相同。

具体实施方式十三:本实施方式与具体实施方式二至十二之一不同的是步骤二c中真空干燥的温度为60℃~80℃、真空干燥的时间为12h~24h。其它与具体实施方式二至十二之一相同。

具体实施方式十四:本实施方式与具体实施方式二至十三之一不同的是步骤二c中所述的醇为乙醇、甲醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、苯甲醇、环丁醇、环己醇、环戊醇、异丁醇、异戊醇中的一种或几种。其它与具体实施方式二至十三之一相同。

具体实施方式十五:本实施方式与具体实施方式二至十四之一不同的是步骤二c中所述的分散剂为peg-200、peg-400、peg-600、peg-800、peg-1000、peg-1500、peg-2000、peg-4000、peg-6000、peg-8000、peg-10000或peg-20000。其它与具体实施方式二至十四之一相同。

具体实施方式十六:本实施方式与具体实施方式二至十五之一不同的是步骤二c中所述的阳离子表面活性剂为十六烷基二甲基苄基氯化铵(cdac)、十六烷基二甲基苄基氯化铵(cpb)、十六烷基二甲基苄基氯化铵(cpc)、十六烷基二甲基苄基氯化铵(ctab)、十六烷基二甲基苄基氯化铵(ctac)或十六烷基二甲基苄基氯化铵(pergalok)。其它与具体实施方式二至十五之一相同。

具体实施方式十七:本实施方式与具体实施方式二至十六之一不同的是步骤二c中所述的乳化剂为曲拉通x-100或曲拉通x-405。其它与具体实施方式二至十六之一相同。

具体实施方式十八:本实施方式与具体实施方式二至十七之一不同的是步骤二c中所述的硅烷偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷(kh550)、缩水甘油迷氧基丙基三甲氧基硅烷(kh560)、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(kh570)、乙烯基三乙氧基硅烷(a151)、乙烯基三乙氧基硅烷(a171)、巯丙基三甲(乙)氧基硅烷(kh580,kh590)、乙二胺丙基三乙氧基硅烷(kh792)或乙二胺丙基甲基二甲氧基硅烷(kbm602)。其它与具体实施方式二至十七之一相同。

具体实施方式十九:本实施方式与具体实施方式二至十八之一不同的是步骤二c中所述的催化剂为质量百分浓度为24%~25%的浓氨水、质量百分浓度为30%~40%的氢氧化钠溶液、质量百分浓度为30%~40%浓氢氧化钾溶液或质量百分浓度为20%~30%尿素溶液。其它与具体实施方式二至十八之一相同。

具体实施方式二十:本实施方式与具体实施方式二至十九之一不同的是步骤三d中还原剂为氯化亚锡、草酸、硼氢化钾、硼氢化钠、硫酸亚铁、亚硫酸钠、二氧化硫脲、氢化铝锂、乙醇、甲酸或金属-活泼氢溶剂;其中金属-活泼氢溶剂为na-无水乙醇、zn-乙酸、na-液氨、zn-nh4cl、zn-hcl或fe-naoh。其它与具体实施方式二至十九之一相同。

具体实施方式二十一:本实施方式与具体实施方式二至二十之一不同的是步骤三d中敏化液中还原剂的浓度为0.1mol/l~0.2mol/l。其它与具体实施方式二至二十之一相同。

具体实施方式二十二:本实施方式与具体实施方式二至二十一之一不同的是步骤三e中的干燥是在温度为50℃~80℃的烘箱中进行的。其它与具体实施方式二至二十一之一相同。

具体实施方式二十三:本实施方式与具体实施方式二至二十二之一不同的是步骤三e中的干燥是在温度为60℃~70℃的烘箱中进行的。其它与具体实施方式二至二十二之一相同。

具体实施方式二十四:本实施方式与具体实施方式二至二十三之一不同的是步骤三e中的活化剂为氯化钯、氢氧化钯、氢氧化铂、硫酸铜、铬酸铜、硫酸银或硝酸铅。其它与具体实施方式二至二十三之一相同。

具体实施方式二十五:本实施方式与具体实施方式二至二十四之一不同的是步骤三e中活化液中活化剂的浓度是0.2mol/l~0.4mol/l。其它与具体实施方式二至二十四之一相同。

具体实施方式二十六:本实施方式与具体实施方式二至二十五之一不同的是步骤三f中制备铁氧体的盐为铁盐、钴盐或镍盐;镍盐为六水氯化镍、六水硫酸镍、六水硝酸镍的一种或几种;铁盐为六水氯化铁、七水硫酸亚铁、九水硝酸铁的一种或几种;钴盐为六水氯化钴、七水硫酸钴、六水硝酸钴的一种或几种。其它与具体实施方式二至二十五之一相同。

具体实施方式二十七:本实施方式与具体实施方式二至二十六之一不同的是步骤三f中强还原剂为次亚磷酸钠、次氯酸钠、亚硫酸、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、硫代硫酸钠、亚硝酸钠、草酸、水合肼或含-cho的有机物;含-cho的有机物为甲醛、甲酸、甲酸盐、甲酸某酯、葡萄糖或麦芽糖。其它与具体实施方式二至二十六之一相同。

具体实施方式二十八:本实施方式与具体实施方式二至二十七之一不同的是步骤三f中ph缓冲溶液为nh3·h2o与nh4cl缓冲溶液、hac与naac缓冲溶液。其它与具体实施方式二至二十七之一相同。

具体实施方式二十九:本实施方式与具体实施方式二至二十八之一不同的是步骤三f中ph缓冲溶液为nh3·h2o与nh4cl缓冲溶液、hac与naac缓冲溶液。其它与具体实施方式二至二十八之一相同。

具体实施方式三十:本实施方式与具体实施方式二至二十九之一不同的是步骤三f中包覆二氧化硅的碳化硅的质量与碱液的体积的比为1g:(70~100)ml。其它与具体实施方式二至二十九之一相同。

具体实施方式三十一:本实施方式与具体实施方式二至三十之一不同的是步骤三f中包覆二氧化硅的碳化硅与制备铁氧体的盐的摩尔比为1:(2~3)。其它与具体实施方式二至三十之一相同。

具体实施方式三十二:本实施方式与具体实施方式二至三十一之一不同的是步骤三f中包覆二氧化硅的碳化硅与强还原剂的摩尔比为1:(1.3~2)。其它与具体实施方式二至三十一之一相同。

用下面的实施例验证本发明的有益效果:

实施列1:本实施例的sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料的制备方法,按以下步骤进行:

一、碳化硅表面预处理:

a、将β-sic放入管式炉中,在空气气氛中,升温至200℃并保持2h,氧化去除表面杂质;

b、将β-sic分散在酸性亲水溶液中搅拌2h,再超声分散处理1h,提高其亲水性,然后用蒸馏水洗涤,过滤,在60℃条件下干燥6小时,得到亲水性碳化硅;其中酸性亲水溶液是hf的质量百分浓度为10%、hcl的质量百分浓度为10%的混合酸水溶液;

二、合成sic@sio2:

c、将0.2克亲水性碳化硅分散到由280ml乙醇和70ml去离子水组成的混合溶剂中,然后加入20ml分散剂peg-4000、60ml浓度为0.01mol/l的阳离子表面活性剂ctab和10ml乳化剂曲拉通x-100,搅拌40min,然后加入0.25ml氨丙基三乙氧基硅烷(kh550),0.8ml正硅酸乙酯和4ml质量百分浓度为25%的浓氨水,得到混合液;混合液搅拌反应6h,离心分离,固相物用水和乙醇各洗涤3次,然后有60℃条件下真空干燥12h,得到包覆二氧化硅的碳化硅,记为sic@sio2;

三、sic@sio2@铁氧体的合成:

d、将15ml0.1mol/l氯化亚锡溶液加入到20ml0.1mol/l的盐酸中混合均匀,陈化72h,得到敏化液;再将包覆二氧化硅的碳化硅加入到敏化液中浸泡2h进行敏化,然后过滤出来,用蒸馏水洗涤3次,室温下干燥;

e、将0.2mol/l氯化钯溶液加入到10ml0.25mol/lhcl中混合均匀,陈化36h,得到活化液;将经步骤三d中处理后的包覆二氧化硅的碳化硅加入到活化液中浸泡30min进行活化,然后抽滤出来,用蒸馏水洗涤至ph为中性,放在温度为50℃的烘箱中干燥;

f、将经步骤e处理后的包覆二氧化硅的碳化硅分散在20mlph值为9的氢氧化钠溶液中,再加入15ml浓度为0.25mol/l氯化镍溶液、50ml浓度为0.13mol/l次亚磷酸钠溶液,再加入2ml质量百分浓度为25%的nh3·h2o与1ml浓度为1mol/l的nh4cl溶液以保持溶液的ph值为9,在45℃的条件下搅拌反应2h,过滤,将固相物用蒸馏水洗涤至ph值为中性,在室温下干燥;

g、将经步骤三f处理的包覆二氧化硅的碳化硅放入焙烧炉中,在空气气氛下,升温至650℃保持2h,再冷却至室温,得到sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料。

本实施例经步骤一b预处理碳化硅(β-sic)的sem照片如图2所示,tem照片如图3所示,从图2和图3可以看出,预处理后的碳化硅是500nm左右,呈不规则片状,无定形。

本实施例经步骤二c合成的包覆二氧化硅的碳化硅(sic@sio2)的扫描电镜照片如图4所示,透射电镜照片如图5所示,从图4和图5可以看出,二氧化硅包裹碳化硅效果良好,包覆层致密均匀,外壳表面光滑,小球均匀500nm左右。

本实施方式经步骤三g得到的sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料的扫描电镜照片如图6所示,透射电镜照片如图7所示,从图6和图7可以看出,有几十纳米大小的氧化镍粒子沉积在球壳表面,包裹效果良好。

本实施例经步骤二c合成的包覆二氧化硅的碳化硅(sic@sio2)的xrd谱图如图8所示,从图8可以看出,谱图上出现的峰与β-sic的峰完全符合,二氧化硅是非晶态的,在20°左右呈现馒头峰,说明有二氧化硅的存在。

本实施方式经步骤三g得到的sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料的xrd图如图9所示,从图9可以看出,图9比图8多了氧化镍的峰位,说明最终样品中存在碳化硅、二氧化硅和氧化镍。

本实施方式经步骤三g得到的sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料的在2-18ghz吸波性能3d模拟图如图10所示,厚度在4.87mm时的吸波性能曲线如图11所示,从图11中可以看出,厚度在4.87mm时,最低发射损耗可达到-14.09db,反射损耗在-10db以下的频带宽度为6ghz。

实施列2:本实施例的sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料的制备方法,按以下步骤进行:

一、碳化硅表面预处理:

a、将β-sic放入管式炉中,在空气气氛中,升温至200℃并保持2h,氧化去除表面杂质;

b、将β-sic分散在酸性亲水溶液中搅拌2h,再超声分散处理1h,提高其亲水性,然后用蒸馏水洗涤,过滤,在60℃条件下干燥6小时,得到亲水性碳化硅;其中酸性亲水溶液是hf的质量百分度为10%、hno3的质量百分浓度为10%的混合酸水溶液;

二、合成sic@sio2:

c、将0.2克亲水性碳化硅分散到由280ml乙醇和70ml去离子水组成的混合溶剂中,然后加入分散剂peg-2000、60ml浓度为0.01mol/l的阳离子表面活性剂cdac和10ml乳化剂曲拉通x-100,搅拌40min,然后加入0.25ml缩水甘油迷氧基丙基三甲氧基硅烷(kh560),0.8ml正硅酸乙酯和4ml质量百分浓度为25%的浓氨水,得到混合液;混合液搅拌反应6h,离心分离,固相物用水和乙醇各洗涤3次,然后有60℃条件下真空干燥12h,得到包覆二氧化硅的碳化硅,记为sic@sio2;

三、sic@sio2@铁氧体的合成:

d、将15ml浓度为0.1mol/l亚硫酸钠溶液加入到20ml浓度为0.1mol/l的盐酸中混合均匀,陈化72h,得到敏化液;再将包覆二氧化硅的碳化硅加入到敏化液中浸泡2h进行敏化,然后过滤出来,用蒸馏水洗涤3次,室温下干燥;

e、将0.2mol/l硝酸铅溶液加入到10ml0.25mol/lhcl中混合均匀,陈化36h,得到活化液;将经步骤三d中处理后的包覆二氧化硅的碳化硅加入到活化液中浸泡30min进行活化,然后抽滤出来,用蒸馏水洗涤至ph为中性,放在温度为50℃的烘箱中干燥;

f、将经步骤e处理后的包覆二氧化硅的碳化硅分散在20mlph为9的氢氧化钠碱液中,再加入15ml0.25mol/l氯化钴溶液、50ml0.13mol/l次亚磷酸钠溶液,再加入2ml质量百分浓度为25%的nh3·h2o与1ml浓度为1mol/l的nh4cl溶液以保持溶液的ph值为9,在45℃的条件下搅拌反应2h,过滤,将固相物用蒸馏水洗涤至ph值为中性,在室温下干燥;

g、将经步骤三f处理的包覆二氧化硅的碳化硅放入焙烧炉中,在空气气氛下,升温至650℃保持2h,再冷却至室温,得到sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料。

本实施方式经步骤三g得到的sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料的在2-18ghz吸波性能3d模拟图如图12所示,厚度在5mm时的吸波性能曲线如图13所示,从图13中可以看出,厚度在5mm时,最低发射损耗可达到-15.79db,反射损耗在-10db以下的频带宽度为4ghz。

实施列3:本实施例的sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料的制备方法,按以下步骤进行:

一、碳化硅表面预处理:

a、将β-sic放入管式炉中,在空气气氛中,升温至200℃并保持2h,氧化去除表面杂质;

b、将β-sic分散在酸性亲水溶液中搅拌2h,再超声分散处理1h,提高其亲水性,然后用蒸馏水洗涤,过滤,在60℃条件下干燥6小时,得到亲水性碳化硅;其中酸性亲水溶液是hno3的质量百分度为10%、hcl的质量百分浓度为10%的混合酸水溶液;

二、合成sic@sio2:

c、将0.2克亲水性碳化硅分散到由280ml乙醇和70ml去离子水组成的混合溶剂中,然后加入分散剂peg-4000、60ml浓度为0.01mol/l的阳离子表面活性剂cdac和10ml乳化剂曲拉通x-405,搅拌40min,然后加入0.25ml氨丙基三乙氧基硅烷(kh550),1.2ml正硅酸乙酯和4ml质量百分浓度为25%的浓氨水,得到混合液;混合液搅拌反应6h,离心分离,固相物用水和乙醇各洗涤3次,然后有60℃条件下真空干燥12h,得到包覆二氧化硅的碳化硅,记为sic@sio2;

三、sic@sio2@铁氧体的合成:

d、将15ml0.1mol/l硫酸亚铁溶液加入到20ml0.1mol/l的盐酸中混合均匀,陈化72h,得到敏化液;再将包覆二氧化硅的碳化硅加入到敏化液中浸泡2h进行敏化,然后过滤出来,用蒸馏水洗涤3次,室温下干燥;

e、将0.2mol/l氯化钯溶液加入到10ml0.25mol/lhcl中混合均匀,陈化36h,得到活化液;将经步骤三d中处理后的包覆二氧化硅的碳化硅加入到活化液中浸泡30min进行活化,然后抽滤出来,用蒸馏水洗涤至ph为中性,放在温度为50℃的烘箱中干燥;

f、将经步骤e处理后的包覆二氧化硅的碳化硅分散在20mlph值为9的氢氧化钠碱液中,再加入15ml浓度为0.25mol/l的硫酸亚铁溶液、50ml浓度为0.13mol/l的次亚磷酸钠溶液,再加入2ml质量百分浓度为25%的nh3·h2o与1ml浓度为1mol/l的nh4cl溶液以保持溶液的ph值ph值为9,在45℃的条件下搅拌反应2h,过滤,将固相物用蒸馏水洗涤至ph值为中性,在室温下干燥;

g、将经步骤三f处理的包覆二氧化硅的碳化硅放入焙烧炉中,在空气气氛下,升温至650℃保持2h,再冷却至室温,得到sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料。

本实施方式经步骤三g得到的sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料的在2-18ghz吸波性能3d模拟图如图14所示,厚度在1.35mm时的吸波性能曲线如图15所示,从图15中可以看出,厚度在1.35mm时,最低发射损耗可达到-16.90db,反射损耗在-10db以下的频带宽度为5ghz。

实施列4:本实施例的sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料的制备方法,按以下步骤进行:

一、碳化硅表面预处理:

a、将β-sic放入管式炉中,在空气气氛中,升温至200℃并保持2h,氧化去除表面杂质;

b、将β-sic分散在酸性亲水溶液中搅拌2h,再超声分散处理1h,提高其亲水性,然后用蒸馏水洗涤,过滤,在60℃条件下干燥6小时,得到亲水性碳化硅;其中酸性亲水溶液是hf的质量百分度为10%、hcl的质量百分浓度为10%的混合酸水溶液;

二、合成sic@sio2:

c、将0.2克亲水性碳化硅分散到由280ml丙醇和70ml去离子水组成的混合溶剂中,然后加入分散剂peg-4000、60ml浓度为0.01mol/l的阳离子表面活性剂cpc和10ml乳化剂曲拉通x-100,搅拌40min,然后加入0.25ml氨丙基三乙氧基硅烷(kh550),1.2ml正硅酸乙酯和4ml质量分数30%氢氧化钠溶液,得到混合液;混合液搅拌反应6h,离心分离,固相物用水和乙醇各洗涤3次,然后有60℃条件下真空干燥12h,得到包覆二氧化硅的碳化硅,记为sic@sio2;

三、sic@sio2@铁氧体的合成:

d、将15ml0.1mol/l草酸溶液加入到20ml0.1mol/l的盐酸中混合均匀,陈化72h,得到敏化液;再将包覆二氧化硅的碳化硅加入到敏化液中浸泡2h进行敏化,然后过滤出来,用蒸馏水洗涤3次,室温下干燥;

e、将0.2mol/l氢氧化钯溶液加入到10ml0.25mol/lhcl中混合均匀,陈化36h,得到活化液;将经步骤三d中处理后的包覆二氧化硅的碳化硅加入到活化液中浸泡30min进行活化,然后抽滤出来,用蒸馏水洗涤至ph为中性,放在温度为50℃的烘箱中干燥;

f、将经步骤e处理后的包覆二氧化硅的碳化硅分散在20mlph值为9的氢氧化钠碱液中,再加入15ml浓度为0.25mol/l的硫酸镍镍溶液、50ml浓度为0.13mol/l的次亚磷酸钠溶液,再加入2ml质量百分浓度为25%的nh3·h2o与1ml浓度为1mol/l的nh4cl溶液以保持溶液的ph值为9,在45℃的条件下搅拌反应2h,过滤,将固相物用蒸馏水洗涤至ph值为中性,在室温下干燥;

g、将经步骤三f处理的包覆二氧化硅的碳化硅放入焙烧炉中,在空气气氛下,升温至650℃保持2h,再冷却至室温,得到sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料。

本实施方式经步骤三g得到的sic@sio2@铁氧体高温吸波复合材料的在2-18ghz吸波性能3d模拟图如图16所示,厚度在1.23mm时的吸波性能曲线如图17所示,从图17中可以看出,厚度在1.23mm时,最低发射损耗可达到-20.22db,反射损耗在-10db以下的频带宽度为4ghz。

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