本發(fā)明涉及新材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種石英基吸波材料。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)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(xué)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(nèi)部的介質(zhì)損耗轉(zhuǎn)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(xì)胞材料中起到關(guān)鍵的錯用。
本發(fā)明人提出了一種吸波材料結(jié)構(gòu)，其自上而下由阻抗匹配層、損耗層和反射層組成，每層作用不同，其含有的物質(zhì)也不盡相同。經(jīng)過多種試驗驗證，證明該結(jié)構(gòu)設(shè)計是合理有效的。因此本發(fā)明人對各個功能層進行物料選擇優(yōu)化改進，以期優(yōu)化其吸波性能，研究并改進了各個功能層材料之間的特定配合關(guān)系，同時衍生了一系列申請。
隨著現(xiàn)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(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提出一種石英基吸波材料，其應(yīng)用于所述反射層中，與阻抗層中的特定組分形成配合關(guān)系，能夠使得材料的吸波性能大幅提高。
為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種吸波材料，特別是一種石英基吸波材料，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2-5wt％石墨烯粉末/四氧化三鐵粉體分散到氯丁橡膠中形成，損耗層為羥基鐵粉分散到氯丁橡膠中形成，反射層由5-20wt％石英/二氧化錳復(fù)合材料分散到氯丁橡膠中形成。
二氧化錳是一種以錳原子為中心的畸變八面體結(jié)構(gòu)，八面體的頂點由氧原子占據(jù)，每個錳原子由六個氧原子所包圍形成八面體結(jié)構(gòu)。在軟錳礦和無定型二氧化錳的晶體結(jié)構(gòu)中含有較大的隧道和空穴。這種隧道和空穴結(jié)構(gòu)一方面可以接納其它的離子或分子進入該結(jié)構(gòu)，另一方面在電磁場作用下正負(fù)電荷容易向兩極移動，最后聚集在界面處產(chǎn)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。
在電磁場作用下，二氧化錳結(jié)構(gòu)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(shè)計了阻抗匹配層/損耗層/反射層構(gòu)成的三層復(fù)合薄膜，其正面的吸波效果顯著優(yōu)于反面，證明了所述薄膜結(jié)構(gòu)設(shè)計的正確。
本發(fā)明所述的吸波材料，其在厚度為0.2mm時，當(dāng)采用石墨作為反射層主物質(zhì)時，其最大吸收僅為-11.86dB。當(dāng)替換為本發(fā)明的石英/二氧化錳復(fù)合材料時，其屏蔽性能增加到-35～-37dB，本發(fā)明的反射物質(zhì)性能優(yōu)異。
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(shù)方案。
實施例1
一種石英基吸波材料，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2wt％石墨烯粉末/四氧化三鐵粉體分散到氯丁橡膠中形成，損耗層為羥基鐵粉分散到氯丁橡膠中形成，反射層由石英/二氧化錳復(fù)合材料分散到氯丁橡膠中形成。所述石英/二氧化錳復(fù)合材料中，二氧化錳占8wt％。
對比例1
一種石墨烯改性的四氧化三鐵吸波材料，其自上而下由阻抗匹配層、損耗層和反射層組成，阻抗匹配層由石墨烯粉末/四氧化三鐵粉體分散到氯丁橡膠中形成，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，所述阻抗匹配層含有2％的石墨烯粉末/四氧化三鐵粉體。
所述石墨烯/四氧化三鐵粉體制備方法如下：
(1)在冰浴條件下，機械攪拌條件下，在98％濃硫酸中加入鱗片石墨粉，再加入占石墨粉80wt％的硝酸鈉，和占石墨粉2倍重量的高錳酸鉀，冰浴下反應(yīng)30min；
(2)加熱至30℃恒溫4h，加入去離子水和雙氧水，攪拌1h，加入5％濃度的HCl離心洗滌直至無硫酸根離子，干燥后得到氧化石墨烯；
(3)將所述的氧化石墨烯分散到無水乙醇溶液中，超聲分散得到氧化石墨烯膠體溶液；
(4)將所述氧化石墨烯膠體溶液加熱到65℃，攪拌下加入質(zhì)量濃度為85％的水合肼，反應(yīng)0.5小時后，按照石墨烯:四氧化三鐵質(zhì)量比為1:2的比例，加入四氧化三鐵粉末，混合均勻；
(5)離心分離并洗滌，真空干燥得到石墨烯/四氧化三鐵粉體。
對比例1所述的吸波材料，其在厚度為0.2mm時，其最大吸收位-9.46dB。
實施例1與對比例1的對比證明，本發(fā)明所述的石英/二氧化錳復(fù)合材料，能顯著增強吸波性能。