一种碳纤维吸波材料及其制备方法与流程

文档序号:13426102

本发明属于非织造材料领域,涉及一种碳纤维吸波材料及其制备方法。



背景技术:

随着现代科学技术的发展,电磁波辐射对环境的影响日益增大。在军事上,吸波材料可以作为隐身材料,通过在车辆、舰船和飞机等表面覆盖吸波材料,可以有效减少目标的雷达反射面积,增加目标被发现的难度,从而提升作战行动成功的可能性。在机场,航班因电磁波干扰无法起飞而误点;在医院,移动电话常会干扰各种电子诊疗仪器的正常工作。因此,治理电磁污染,寻找一种能抵挡并削弱电磁波辐射的材料—吸波材料,已成为材料学的一大课题。

碳纤维具有优良的导电性能。早期研究中,碳纤维作为树脂增强体加入,增加的碳纤维量达40%甚至更多,这种碳纤维复合材料对电磁波几乎是全反射,只有经过特殊处理的碳纤维才具有一定的吸波性能。其处理方法是:将碳纤维的横截面做成三叶形或有棱角的方形等异形界面;对其进行表面改性,在其表面涂覆含有电磁损耗介质的树脂,沉积一层微小空穴的碳粉,喷涂镍或氟化物处理等;采用低温烧制特定电导率的纤维。

但上述处理方法繁琐,成本较高,且制成的吸波材料存在重、硬等确定,亟需一种材质柔软的碳纤维吸波材料。



技术实现要素:

本发明的目的是为了吸波材料比较重、硬的不足,提供一种材质柔软的碳纤维吸波材料及其制备方法。

本发明提供了一种碳纤维吸波材料,包括:碳纤维毡和合金,所述合金覆盖于所述碳纤维的表面。

优选的,在上述的碳纤维吸波材料中,所述合金包括:铁、钴或镍。

优选的,在上述的碳纤维吸波材料中,包括:

制备碳纤维预氧丝毡;

配置金属盐溶液;

将所述碳纤维预氧丝毡放入所述金属盐溶液中浸扎;

根据浸扎后的碳纤维预氧丝毡,制备碳纤维吸波材料。

优选的,在上述的碳纤维吸波材料中,还包括:

对所述碳纤维预氧丝毡进行预处理;

将预处理后的所述碳纤维预氧丝毡放置所述金属盐溶液中浸扎。

优选的,在上述的碳纤维吸波材料中,所述预处理包括:

将所述碳纤维预氧丝毡用无水乙醇超声清洗第一设定时间;

然后对所述清洗过的碳纤维预氧丝毡进行第一次烘干。

优选的,在上述的碳纤维吸波材料中,所述第一设定时间为0.5小时~20小时,所述第一次烘干的温度范围包括:30℃~150℃。

优选的,在上述的碳纤维吸波材料中,所述金属盐溶液包括:七水硫酸钴、无水氯化铁、六水硫酸镍以及蒸馏水。

优选的,在上述的碳纤维吸波材料中,配置所述金属盐溶液,包括:将0-100g七水硫酸钴、0-100g无水氯化铁以及0-100g六水硫酸镍加入到50-500mL蒸馏水中,并完全搅拌,使其混合均匀。

优选的,在上述的碳纤维吸波材料中,将所述碳纤维预氧丝毡放入所述金属盐溶液中浸扎,包括:

将所述碳纤维预氧丝毡放入所述金属盐溶液中三浸三扎。

优选的,在上述的碳纤维吸波材料中,根据浸扎后的碳纤维预氧丝毡,制备碳纤维吸波材料,包括:

将浸扎过的碳纤维预氧丝毡进行第二次烘干;

将烘干后的碳纤维预氧丝毡在氮环境中进行制备。

优选的,在上述的碳纤维吸波材料中,所述第二次烘干的温度范围包括:30℃~150℃。

优选的,在上述的碳纤维吸波材料中,制备所述碳纤维吸波材料包括:

将烘干的碳纤维预氧丝毡放入通有氮气的炉中以1~20℃/min升温至400~1200℃,保温0~5小时。

本发明提供的碳纤维吸波材料及其制备方法中,在碳纤维的表面上覆合金,使得所述碳纤维吸波材料的重量低,面密度仅为350g~400g/平方米,材质柔软存储使用方便。

附图说明

图1为本发明一实施例中碳纤维吸波材料的制备方法的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例提供了一种碳纤维吸波材料及其制备方法,具体的,所述碳纤维吸波材料包括:碳纤维毡和合金,所述合金覆盖于所述碳纤维的表面。将电阻型损耗和磁损耗材料有效的结合起来。

进一步的,所述合金包括但不限于:铁、钴或镍。

本发明实施例还提供了一种上述碳纤维吸波材料的制备方法,具体的,如图1所示,图1为本发明一实施例中碳纤维吸波材料的制备方法的流程图。所述方法包括:制备碳纤维预氧丝毡,如图1中的步骤S101;配置金属盐溶液如图1中的步骤S103;将所述碳纤维预氧丝毡放入所述金属盐溶液中浸扎,如图1中的步骤S105;然后,根据浸扎后的碳纤维预氧丝毡,制备碳纤维吸波材料,如图1中的步骤S107。

具体的,步骤S101:制备碳纤维预氧丝毡。

首先,用预氧丝制备预氧丝毡。然后对所述碳纤维预氧丝毡进行预处理。所述预处理包括:将所述碳纤维预氧丝毡用无水乙醇超声清洗第一设定时间,然后在对所述清洗过的碳纤维预氧丝毡进行第一次烘干。

在本发明的一个实施例中,所述第一设定时间为0.5小时~20小时,较佳的,所述第一设定时间为0.5小时~10小时,例如,用无水乙醇超声清洗所述碳纤维预氧丝毡1小时,或者2小时,或者4小时,或者7小时,或者9小时,再或者是10小时。需要说明的是,在本发明的其他实施例中,所述第一设定时间还可以根据实际情况进行调整。

在对所述碳纤维预氧丝毡进行清洗后,需要对清洗过后的碳纤维预氧丝毡进行第一次烘干,在本发明的一实施例中,所述第一次烘干的温度范围包括:40℃~150℃,较佳的,在本发明一实施例中,所述第一次烘干的温度为30℃~120℃,例如,对所述碳纤维预氧丝毡进行第一次烘干的温度可以是30℃、40℃、50℃、81℃、100℃、110℃以及119℃。在本发明的其他实施例中,所述第一次烘干的温度还可以是其他的数值。

步骤S103:配置金属盐溶液。

具体的,所述金属盐溶液包括:七水硫酸钴、无水氯化铁、六水硫酸镍以及蒸馏水。利用七水硫酸钴、无水氯化铁、六水硫酸镍以及蒸馏水配置所述金属盐溶液的步骤包括:将0-100g七水硫酸钴、0-100g无水氯化铁以及0-100g六水硫酸镍加入到50-500mL蒸馏水中,并完全搅拌,使其混合均匀。

步骤S105:将所述碳纤维预氧丝毡放入所述金属盐溶液中浸扎。

具体的,将经过第一次烘干的碳纤维预氧丝毡放入所述金属盐溶液中进行三浸三扎。

步骤S107:根据浸扎后的碳纤维预氧丝毡,制备碳纤维吸波材料。

首先,将浸扎后的碳纤维预氧丝毡进行第二次烘干。

具体的,所述第二次烘干的温度范围为40℃~150℃,较佳的,在本发明一实施例中,所述第二次烘干的温度为30℃~120℃,例如,对所述碳纤维预氧丝毡进行第二次烘干的温度可以是30℃、40℃、50℃、81℃、100℃、110℃以及119℃。在本发明的其他实施例中,所述第二次烘干的温度还可以是其他的数值。

然后,将烘干后的碳纤维预氧丝毡在氮环境中进行制备。

具体的,将经过第二次烘干的碳纤维预氧丝毡放入通有氮气的管式炉中以1~20℃/min升温至400~1200℃,并保温0~5小时。

采用上述方法制备的碳纤维吸波材料,将电阻型损耗和磁损耗有效的结合起来,使得所述碳纤维吸波材料在2GHZ~40GHZ波段都有良好的吸波性能,特别是在8~40GHZ波动的吸波性能都基本小于-10dB,在32GHZ左右达到-40Db。并且所述碳纤维吸波材料的重量低,面密度仅为350g~400g/平方米,材质柔软存储使用方便。

在本发明实施例提供的碳纤维吸波材料及其制备方法中,在碳纤维的表面上覆合金,使得所述碳纤维吸波材料的重量低,面密度仅为350g~400g/平方米,材质柔软存储使用方便。

对本领域的技术人员来说,可根据以上描述的技术方案以及构思,做出其它各种相应的改变以及形变,而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

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