本發(fā)明涉及一種納米吸波材料。特別是涉及一種鉀摻錳酸鑭納米吸波材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，電磁輻射充斥著人們的生活空間，造成了嚴重的電磁污染，它已成為繼噪聲污染、大氣污染，水污染和固體廢物污染之后的又一大公害，引起世界各國的廣泛關(guān)注。吸波材料指能吸收、衰減入射的電磁波，并將其電磁能轉(zhuǎn)換成熱能耗散掉或使電磁波因干涉而消失的一類材料。吸波材料能夠有效的減少或消除電磁污染，其研究對于軍事領(lǐng)域以及民用領(lǐng)域都有非常重要的意義。
lamn03作為一種典型的abo3鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料，一般表現(xiàn)為反鐵磁性，當在a位摻雜2價金屬離子后，轉(zhuǎn)化為鐵磁性，同時具有導(dǎo)電性。目前對錳酸鑭a位和b位的摻雜研究主要集中在巨磁電阻效應(yīng)方面，在吸波材料領(lǐng)域的研究較少，而鉀摻雜錳酸鑭吸波材料的研究報道更少。實際上，鉀摻雜錳酸鑭作為一類新型微波吸收材料具有極大的可行性。研究表明，鉀元素摻雜錳酸鑭能夠引起較強的介電極化損耗，且摻雜后電阻率一般處于半導(dǎo)體范圍，有利于阻抗匹配和電磁波的衰減。因此可以看出，鉀摻雜錳酸鑭材料能夠有效地提高吸波性能。
錳酸鑭的傳統(tǒng)制備方法主要是高溫固相法，但該方法能耗高，容易引入雜質(zhì)，且容易引起高溫團聚。采用溶膠-凝膠法制備摻鉀錳酸鑭，工藝簡單容易控制，且得到的產(chǎn)品純度高、雜質(zhì)少、化學(xué)活性好，粒度較小且分布均勻。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種具有吸波強度高、吸收頻帶寬的摻鉀錳酸鑭納米吸波材料及其制備方法。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種鉀摻雜錳酸鑭納米吸波材料，是由鉀和錳酸鑭復(fù)合構(gòu)成，其中鉀與錳酸鑭的物質(zhì)的量比為0.1:1或0.15:1或0.2:1或0.25:1。
一種鉀摻雜錳酸鑭納米吸波材料的制備方法，采用溶膠-凝膠法制備，包括如下步驟：
1)稱取一定量的硝酸鹽mn(no3)2、kno3和la(no)3·6h2o溶于蒸餾水中，配制成一定濃度的硝酸鹽混合溶液a，其中mn2+的濃度為0.1mol/l，la3+的濃度為0.075～0.09mol/l，k+濃度為0.01～0.025mol/l；
2)按照檸檬酸與溶液a中的總金屬離子的摩爾比為1.5:1稱取檸檬酸，將檸檬酸溶解到蒸餾水中，形成溶液b；
3)按照乙二醇與溶液a中的總金屬離子的摩爾比為3:1稱取乙二醇，得到溶液c；
4)將溶液b和溶液c緩慢加入到不斷攪拌下的溶液a中，對混合后的溶液再攪拌0.5～1h后，利用氨水將混合溶液的ph值調(diào)節(jié)到6～7之間形成透明溶膠；
5)將步驟4)得到的透明溶膠在70℃的水浴鍋中加熱形成干凝膠；
6)將步驟5)得到的干凝膠研磨成粉后在400℃下預(yù)先熱處理2～3h，將得到的產(chǎn)物研磨，在1000℃下加熱3h就得到鉀摻雜的錳酸鑭吸波材料。
步驟4)中所述的利用氨水將混合溶液的ph值調(diào)節(jié)到6～7之間，是將氨水逐滴滴加到所述的混合溶液中。
步驟5)中包括將步驟4)得到的透明溶膠在70℃的水浴鍋中加熱2～4h形成凝膠，繼續(xù)在70℃水浴加熱24～36h形成干凝膠。
本發(fā)明的摻鉀錳酸鑭納米吸波材料及其制備方法，具有反應(yīng)溫度低、工藝簡單易控、產(chǎn)物粒度小且分布均勻的特點。且得到的摻鉀錳酸鑭納米吸波材料具有吸波頻帶寬、吸波性能強等特點。因此有潛力發(fā)展成為新一代納米高吸波性能、寬頻的吸波助劑。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的鉀摻錳酸鑭納米吸波材料及其制備方法做出詳細說明。
本發(fā)明的鉀摻錳酸鑭的納米吸波材料，是由鉀和錳酸鑭復(fù)合構(gòu)成，其中鉀與錳酸鑭的物質(zhì)的量比為0.1:1或0.15:1或0.2:1或0.25:1。
本發(fā)明的的鉀摻雜錳酸鑭的納米吸波材料的制備方法，具體是采用溶膠-凝膠法制備，包括如下步驟：
1)稱取一定量的硝酸鹽mn(no3)2、kno3和la(no)3·6h2o溶于蒸餾水中，配制成一定濃度的硝酸鹽混合溶液a，其中mn2+的濃度為0.1mol/l，la3+的濃度為0.075～0.09mol/l，k+濃度為0.01～0.025mol/l；
2)按照檸檬酸與溶液a中的總金屬離子的摩爾比為1.5:1稱取檸檬酸，將檸檬酸溶解到蒸餾水中，形成溶液b；
3)按照乙二醇與溶液a中的總金屬離子的摩爾比為3:1稱取乙二醇，得到溶液c；
4)將溶液b和溶液c加入到溶液a中，攪拌0.5～1h后，利用氨水將混合溶液的ph值調(diào)節(jié)到6～7之間，形成透明溶膠，所述的利用氨水將混合溶液的ph值調(diào)節(jié)到6～7之間，是將氨水逐滴滴加到所述的混合溶液中；
5)將步驟4)得到的透明溶膠在70℃的水浴鍋中加熱形成干凝膠，包括將步驟4)得到的透明溶膠在70℃的水浴鍋中加熱2～4h形成凝膠，繼續(xù)在70℃水浴加熱24～36h形成干凝膠；
6)將步驟5)得到的干凝膠研磨成粉后在400℃下預(yù)先熱處理2～3h，將得到的產(chǎn)物研磨，在1000℃下加熱3h就得到鉀摻雜的錳酸鑭吸波材料。
下面給出具體實例。
實施例1：
1)稱取5.37g濃度為50％的mn(no3)2、0.1515g的kno3和5.8455g的la(no)3·6h2o溶于150ml的蒸餾水中，形成溶液a；
2)稱取9.45g的檸檬酸溶解在100ml的蒸餾水中形成溶液b；
3)稱取5.58g乙二醇作為溶液c；
4)將溶液b和溶液c加入到溶液a中，攪拌0.5h后，利用氨水將混合溶液的ph值調(diào)節(jié)到6～7之間，形成透明溶膠，所述的利用氨水將混合溶液的ph值調(diào)節(jié)到6～7之間，是將氨水逐滴滴加到所述的混合溶液中；
5)將透明的溶膠在70℃的水浴鍋中加熱2h形成凝膠，繼續(xù)在70℃水浴加熱24h形成干凝膠；
6)將干凝膠研磨成粉后在400℃下預(yù)先熱處理2h，將得到的產(chǎn)物研磨，在1000℃下加熱3h，得到摻鉀錳酸鑭吸波材料。
實施例2：
1)稱取5.37g濃度為50％的mn(no3)2、0.22725g的kno3和5.52075g的la(no)3·6h2o溶于150ml的蒸餾水中，形成溶液a；
2)稱取9.45g的檸檬酸溶解在100ml的蒸餾水中形成溶液b；
3)稱取5.58g乙二醇作為溶液c；
4)將溶液b和溶液c加入到溶液a中，攪拌1h后，利用氨水將混合溶液的ph值調(diào)節(jié)到6～7之間，形成透明溶膠，所述的利用氨水將混合溶液的ph值調(diào)節(jié)到6～7之間，是將氨水逐滴滴加到所述的混合溶液中；
5)將透明溶膠在70℃的水浴鍋中加熱3h形成凝膠，繼續(xù)在70℃水浴加熱30h形成干凝膠；
6)將干凝膠研磨成粉后在400℃下預(yù)先熱處理2.5h，將得到的產(chǎn)物研磨，在1000℃下加熱3h，得到摻鉀錳酸鑭吸波材料。
實施例3：
1)稱取的5.37g濃度為50％的mn(no3)2、0.303g的kno3和5.196g的la(no)3·6h2o溶于150ml的蒸餾水中，形成溶液a；
2)稱取9.45g的檸檬酸溶解在100ml的蒸餾水中形成溶液b；
3)稱取5.58g乙二醇作為溶液c；
4)將溶液b和溶液c加入到溶液a中，攪拌0.5h后，利用氨水將混合溶液的ph值調(diào)節(jié)到6～7之間，形成透明溶膠，所述的利用氨水將混合溶液的ph值調(diào)節(jié)到6～7之間，是將氨水逐滴滴加到所述的混合溶液中；
5)將透明溶膠在70℃的水浴鍋中加熱4h形成凝膠，繼續(xù)在70℃水浴加熱36h形成干凝膠；
6)將干凝膠研磨成粉后在400℃下預(yù)先熱處理3h，將得到的產(chǎn)物研磨，在1000℃下加熱3h，得到摻鉀錳酸鑭吸波材料。
實施例4：
1)稱取5.37g濃度為50％的mn(no3)2、0.37875g的kno3和4.87g的la(no)3·6h2o溶于150ml的蒸餾水中，形成溶液a；
2)稱取9.45g的檸檬酸溶解在100ml的蒸餾水中形成溶液b；
3)稱取5.58g乙二醇作為溶液c；
4)將溶液b和溶液c加入到溶液a中，攪拌1h后，利用氨水將混合溶液的ph值調(diào)節(jié)到6～7之間，形成透明溶膠，所述的利用氨水將混合溶液的ph值調(diào)節(jié)到6～7之間，是將氨水逐滴滴加到所述的混合溶液中；
5)將透明溶膠在70℃的水浴鍋中加熱3h形成凝膠，繼續(xù)在70℃水浴加熱35h形成干凝膠；
6)將干凝膠研磨成粉后在400℃下預(yù)先熱處理3h，將得到的產(chǎn)物研磨，在1000℃下加熱3h，得到摻鉀錳酸鑭吸波材料。