本發(fā)明涉及吸波技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種含鋇鐵氧體的纖維氈吸波材料。
本發(fā)明屬于在先申請“一種纖維吸波材料”的專利布局中的一件重要發(fā)明。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代科學技術(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，已成為材料科學的一大課題。
碳纖維具有優(yōu)良的導電性能。早期研究中，碳纖維作為樹脂增強體加入，添加的碳纖維量達40％甚至更多，這種碳纖維復合材料對電磁波幾乎是全反射，只有經(jīng)過特殊處理的碳纖維才具有一定的吸波性能。其處理方法主要有：將碳纖維的橫截面做成三葉形或有棱角的方形等異型截面；制備螺旋型纖維：對其進行表面改性，在其表面涂覆含有電磁損耗介質(zhì)的樹脂，沉積一層微小孔穴的碳粉，噴涂鎳或氟化物處理等；采用低溫燒制特定電導率的纖維。
但上述處理方法技術(shù)繁瑣，且導致成本上升較多。近年來，隨著復合石墨烯纖維的出現(xiàn)，因為優(yōu)秀的性能，在各個領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提出一種含鋇鐵氧體的纖維氈吸波材料，能夠使得材料吸波性能優(yōu)異。
本申請人通過研究發(fā)現(xiàn)，通過纖維束形成豎向的陣列結(jié)構(gòu)，吸波主材料接枝/吸附/涂覆/混雜在所述纖維束上進而形成陣列，陣列之間的結(jié)構(gòu)填充有反射/第二吸波材料，所述結(jié)構(gòu)通過樹脂基體形成，樹脂中混有各種添加劑。該結(jié)構(gòu)能使得吸波效果產(chǎn)生加成效果，形成協(xié)同效應(yīng)。發(fā)明人對各個要素進行了優(yōu)化并進行了專利布局，以使得各個方案滿足不同的需求或適應(yīng)不同的應(yīng)用場景及價格要求。
為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種含鋇鐵氧體的纖維氈吸波材料，其組成按重量份包括：
環(huán)氧樹脂基體 20-40
固化劑 2-5
石墨烯纖維 20-30，
二氧化錳顆粒 10-20，和
微波吸收劑纖維束 5-15；其中，
所述石墨烯纖維夾雜二氧化錳顆粒形成復合石墨烯纖維，進而與環(huán)氧樹脂和固化劑作用，形成石墨烯纖維氈；
所述微波吸收劑纖維束由鋇鐵氧體微波吸收劑、聚苯胺和玻璃纖維按照重量比1:(0.2-0.5):(0.5-2)均勻混合后，形成0.1-1mm的纖維束；所述微波吸收劑纖維束垂直分散在環(huán)氧樹脂中，形成等間距的陣列，所述間距不大于10mm。
本發(fā)明采用在陣列的纖維氈中摻雜二氧化錳，以形成反射，并通過石墨烯纖維氈消耗能量，進而通過摻雜鋇鐵氧體的和聚苯胺的纖維束形成的牢籠吸收所述反射和漫射的波，因此使其衰減，實現(xiàn)吸波的作用。本發(fā)明主要是在在先申請的結(jié)構(gòu)上，實現(xiàn)二氧化錳顆粒與鈦酸配的協(xié)同使用。
本發(fā)明經(jīng)過試驗驗證，所述微波吸收劑纖維雜亂無序分散在環(huán)氧樹脂中，或橫向分散在環(huán)氧樹脂中，其吸波效果均劣于本發(fā)明的垂直分散。
優(yōu)選的，所述鋇鐵氧體的制備方法，包括：
(1)按照摩爾比1:12:(6-26)的比例將硝酸鋇、硝酸鐵和檸檬酸混合并形成水溶液；
(2)向溶液中加入氨水，直至pH 4-7，水浴85-95℃恒溫加熱1-3小時使其反應(yīng)；
(3)將反應(yīng)物烘干，得到干凝膠；
(5)將干凝膠于550-750℃下煅燒，保溫1-3小時，得到BaFe12O19鋇鐵氧體。
經(jīng)X射線衍射圖譜，表明本發(fā)明制備得到的鋇鐵氧體為磁鉛石型六角鋇鐵氧體BaFe12O19。其片徑為8-26μm，無團聚現(xiàn)象。其矯頑力Hc為368kA/m以上，遠高于其他方法制備得到的鋇鐵氧體的200kA/m左右。由于矯頑力越大，磁損耗越強，因此吸波性能越好，因此本發(fā)明制備得到的鋇鐵氧體具備更優(yōu)秀的吸波吸能。
優(yōu)選的，所述環(huán)氧樹脂基體原料按重量份組成如下：
溴化雙酚A縮水甘油醚樹脂 30-70，
四溴雙酚A二縮水甘油醚樹脂 20-40
1,1,2,2-四(對羥基苯基)乙烷四縮水甘油醚 5-20。
優(yōu)選的，所述固化劑為雙氰胺或二氨基二苯砜。本發(fā)明采用上述胺基固化劑，其中所含的胺基，可以有效阻止石墨烯纖維的團聚，增加其分散性能，有利于吸波性能的提高。
本發(fā)明采用特定的環(huán)氧樹脂、固化劑與吸波材料配合，并采用特定的微波吸收劑纖維束排列方向，來提高材料的吸波性能。本發(fā)明的吸波材料從2-18GHz都有大于-28dB的反射衰減。
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
一種含鋇鐵氧體的纖維氈吸波材料，其組成按重量份包括：
環(huán)氧樹脂基體 20
固化劑 2
石墨烯纖維 20，
二氧化錳顆粒 10，和
微波吸收劑纖維束 5；其中，
所述石墨烯纖維夾雜二氧化錳顆粒形成復合石墨烯纖維，進而與環(huán)氧樹脂和固化劑作用，形成石墨烯纖維氈；
所述微波吸收劑纖維束由鋇鐵氧體微波吸收劑、聚苯胺和玻璃纖維按照重量比1:0.2:0.5均勻混合后，形成0.1mm的纖維束；所述微波吸收劑纖維束垂直分散在環(huán)氧樹脂中，形成等間距的陣列，所述間距不大于10mm。
所述環(huán)氧樹脂基體原料按重量份組成如下：
溴化雙酚A縮水甘油醚樹脂 30，
四溴雙酚A二縮水甘油醚樹脂 20
1,1,2,2-四(對羥基苯基)乙烷四縮水甘油醚 20。
實施例2
一種含鋇鐵氧體的纖維氈吸波材料，其組成按重量份包括：
環(huán)氧樹脂基體 40
固化劑 5
石墨烯纖維 30，
二氧化錳顆粒 20，和
微波吸收劑纖維束 15；其中，
所述石墨烯纖維夾雜二氧化錳顆粒形成復合石墨烯纖維，進而與環(huán)氧樹脂和固化劑作用，形成石墨烯纖維氈；
所述微波吸收劑纖維束由鋇鐵氧體微波吸收劑、聚苯胺和玻璃纖維按照重量比1:(0.2-0.5):(0.5-2)均勻混合后，形成0.1-1mm的纖維束；所述微波吸收劑纖維束垂直分散在環(huán)氧樹脂中，形成等間距的陣列，所述間距不大于10mm。
所述環(huán)氧樹脂基體原料按重量份組成如下：
溴化雙酚A縮水甘油醚樹脂 70，
四溴雙酚A二縮水甘油醚樹脂 20
1,1,2,2-四(對羥基苯基)乙烷四縮水甘油醚 20。
實施例1-2所制備的吸波材料從2-18GHz都有大于-31dB的反射衰減。
對比例1
將實施例1的鋇鐵氧體替換為鈦酸鋇，其反射衰減小于30dB。由此證明鋇鐵氧體與二氧化錳之間存在更好的加成作用。