专利名称：铁氧体-碳纳米管复合材料在低温下作为吸波材料的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及铁氧体-碳纳米管复合材料技术领域，特别涉及铁氧体-碳纳米管复合材料在低温下作为吸波材料的应用，例如在低温下用于加速器超导腔高阶模抑制器用吸波材料、深海潜艇用雷达屏蔽材料、外太空用电磁屏蔽材料、电子器件用吸波材料、抗电磁干扰器件用吸波材料、电磁屏蔽器件用吸波材料以及隐身器件用吸波材料等。
背景技术：
具有吸收电磁波性能的吸波材料被广泛应用在电子、抗电磁干扰、电磁屏蔽、雷达屏蔽等器件中，但是目前使用吸波材料的器件一般工作在温度适宜环境下，而当这些器件处于极端温度环境，尤其在处于低温下工作时，其中的吸波材料处于高绝缘状态，不能正常发挥其用途，因此极大地限制了器件的使用条件，难以满足实际应用要求。下面以加速器中高阶模抑制器的吸波材料为例进行说明。加速器是探索原子核和粒子的性质、内部结构和相互作用的重要工具，已在大科学工程及诸多科学研究、工农业生产、医疗卫生和国防建设等领域发挥着巨大的作用。在加速器系统中，超导高频系统是获得高品质电子束的关键设备。超导高频系统包括四大部分腔体、高功率输入耦合器、高阶模抑制器、低温槽，其中高阶模抑制器的作用是抑制高阶模效应，其工作原理是通过优化腔形，将所有的高阶模从腔内引出到束管中，并利用安放在束管壁上的吸波材料将高阶模功率吸收掉。因此，高阶模吸波材料的性能决定着高阶模抑制器的功效，关系到束流的稳定性，并对加速器的稳定运行及结果产生重要影响。随着加速器技术的飞速发展，已在世界范围内掀起了第四代光源的建设热潮。其中基于能量回收型直线加速器(Energy Recovery Linacs，简称ERL)光源，因综合了直线加速器束流品质好和环形加速器运行效率高的双重优势，而成为当前加速器领域研究的热点。基于ERL的FEL (Free-Electron Laser)光源是提高能量转换效率和平均功率的有效途径，美国的JLab实验室和日本的JAEA实验室分别在1999年和2002年在红外波段ERL实验装置上验证了其能量回收原理和高效率，获得了高功率红外波段和太赫兹波段的光源。虽然基于ERL的FEL光源具有上述优势和吸引力，但也对超导腔高阶模抑制器用吸波材料提出了更高的要求，主要表现在(1)高功率处理能力；(2)工作频率带宽很宽； (3)能在80K的液氮低温下工作，因此，对传统的吸波材料提出了很大的挑战。鉴于ERL超导射频腔的高阶模抑制器是核心技术难点之一，世界各国加速器实验室都投入了大量人力物力来研制具有高功率、宽频谱、低温结构稳定的微波吸收材料。目前，美国托马斯·杰斐逊国家加速器实验室在其连续电子束加速器(CEBAF)中实验了导电颗粒复合的氮化铝陶瓷(美国Ceradyne公司提供)作为微波吸收材料，如玻璃碳复合氮化铝陶瓷；美国康奈尔存储环(CESR)使用了美国Ceramic Magnetics公司和Trans-Tech公司提供的铁氧体陶瓷作为大功率吸收载体；加拿大乔克里弗核实验室在MIT-Bates South Hall Ring存储环上也使用Trans-Tech公司提供的IT2-I 11型铁氧体材料；日本KEK-B介子工厂则使用日本Covalent Materials公司提供的碳化硅与铁氧体陶瓷材料。
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然而上述材料在大流强粒子束应用中都存在致命问题，如低温脆性和高绝缘性等，还不能满足未来基于ERL的光源发展需求。
发明内容
铁氧体是一种双复介质材料，不但具有一般介质材料的欧姆损耗、极化损耗、离子和电子共振损耗，还具有铁氧体特有的畴壁共振损耗、磁矩自然共振损耗和粒子共振损耗， 因此作为吸波材料一直受到关注。由于碳纳米管(CNTs)具有高比表面积以及大量可以使界面极化的悬挂键，加上其宏观量子隧道效应，因此，碳纳米管具有良好的吸波性能。虽然碳纳米管具有优异的轴向拉伸强度、高弹性模量、传热、密度低以及高电导率等优点，但由于碳纳米管的介电常数较大，造成单独使用时吸波层的阻抗匹配性较差，存在吸收频带窄、 吸收性能弱等缺点。研究发现，将碳纳米管与铁氧体复合形成铁氧体-碳纳米管复合材料， 一方面可以改善碳纳米管的阻抗匹配，拓宽碳纳米管的吸收频带；另一方面还可以提高铁氧体的电导率和介电损耗，改善铁氧体的吸波性能。因此，铁氧体-碳纳米管复合材料引起了国内外众多科研技术人员的关注，对其室温电导率的研究方面已有一些文献和专利报道，例如，Liu YQ等研究者采用共沉淀水热法合成了 CNT-NiFe2O4复合材料，发现室温电导率提高了 5个数量级；Cao HQ等研究者用共沉淀水热法制备了 CNTs-Nia5Zna5Fe2O4粉体，得到其室温矫顽力为3860e，饱和磁化强度*^.8&mU/g。但是，截止目前，关于铁氧体-碳纳米管复合材料低温下的电导率性能的研究甚少。本发明人在长期科研实践的基础上，结合目前吸波材料技术领域的实际需求，创造性地探索研究了铁氧体-碳纳米管复合材料的低温电导率，发现铁氧体-碳纳米管复合材料在低温下仍然能够保持良好的电导率，尤其是当铁氧体-碳纳米管复合材料中，碳纳米管占铁氧体质量百分比为0. 20%时，温度降低至^OK以下，其电导率仍然能够达到0. 0001 1000S/m，甚至当温度降低至70K 100K时，其电导率能够达到0. 0001 0.lS/m。以下是本发明的具体性能测试结果。用综合物性测量系统对铁氧体材料样品与铁氧体-碳纳米管复合材料样品进行电导率测试，发现(1)纯铁氧体材料样品的室温电导率约为10_6S/m数量级范围，随温度下降，其电导率急剧降低，当温度低于260K时，纯铁氧体材料样品电阻大于IO6 Ω，表现为绝缘体性质；(2)与纯铁氧体材料样品相比，铁氧体-碳纳米管复合材料样品的室温电导率提高近7个数量级，当温度低于^OK时，铁氧体-碳纳米管复合材料样品仍然能够保持良好的电导率，甚至当温度降低至70Κ 100Κ时，其电导率仍然能够达到0. 0001 0. lS/m，具有一定的导电性能；(3)尤其是当铁氧体-碳纳米管复合材料样品中，碳纳米管占铁氧体的质量百分比为0. 20%时，温度低于^OK,甚至降低至70K 100K，铁氧体-碳纳米管复合材料样品仍然能够保持良好的电导率，具有一定的导电性能；(4)作为进一步优选，当铁氧体-碳纳米管复合材料样品中，碳纳米管占铁氧体的质量百分比为0. 10%时，温度低于^OK,甚至降低至70K 100K，铁氧体-碳纳米管
4复合材料样品仍然能够保持一定的导电性能。因此，铁氧体-碳纳米管复合材料能够在低温下作为吸波材料被应用，例如，能够在80K的液氮低温下工作，从而可以应用在基于ERL的FEL光源中，满足该类加速器对高阶模抑制器用吸波材料的低温要求；能够应用在深海潜艇用雷达屏蔽器件中，满足当潜艇处于深海低温中时，雷达屏蔽器件中的吸波材料能够正常发挥用途；能够应用在外太空用电磁屏蔽器件中，满足当电磁屏蔽器件处于外太空低温中时，其中的吸波材料能够正常发挥用途，以及应用在其他诸如电子器件，抗电磁干扰器件等中，满足当该类器件处于低温时， 其中的吸波材料能够正常发挥用途，以满足在实际生产生活中特殊条件下的要求。根据实际应用需要，可以将铁氧体-碳纳米管复合材料成型或加工成所需形状或尺寸，作为吸波材料在低温下应用。也可以将铁氧体-碳纳米管复合材料制成浆料，采用热喷涂、丝网印刷、流延、涂刷等方法制备吸波材料涂层，在低温下应用。上述发明中铁氧体-碳纳米管复合材料中的铁氧体包括但不限于化学式为MeFe2CV AFe12O19^ R3Fe5O12等体系的铁氧体。其中Me元素可以是Ni、Mn、Zn、Cu、Co、Fe、Li、Mg、Cr、Ca、Ba元素中的一种或两种以上元素的组合；A元素可以是Ba、Co、Ni、Mn、Zn、Cu、Fe、Li、Mg、Cr、Ca 元素中的一种或两种以上元素的组合；R元素可以是Y、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、 Lu等稀土元素；铁氧体-碳纳米管复合材料中的碳纳米管包括但不限于单壁碳纳米管、多壁碳纳米管；铁氧体-碳纳米管复合材料的制备方法没有特殊限制，常规的制备方法即可，具体为按照铁氧体-碳纳米管复合材料的化学式中各元素的化学计量比称取原料，合成铁氧体-碳纳米管复合材料粉体，再经造粒成型得到铁氧体-碳纳米管复合材料胚体，将该胚体进行烧结成型，得到铁氧体-碳纳米管复合块体材料，也可将粉体制成浆料，采用热喷涂、丝网印刷、流延、涂刷等方法制成电磁屏蔽涂层。其中，上述铁氧体-碳纳米管复合材料的制备方法中铁氧体-碳纳米管复合材料粉体的合成方法包括但不限于化学共沉淀法、共沉淀-水热法、固相球磨法、溶胶-凝胶法或者自蔓延燃烧法，其中共沉淀-水热法和化学共沉淀法有利于在原子尺度范围内原位包覆碳纳米管，合成出铁氧体-碳纳米管纳米粉体， 因此优选采用这两种方法合成铁氧体-碳纳米管复合材料粉体；合成铁氧体-碳纳米管复合材料粉体时采用的原料可以是所述铁氧体-碳纳米管复合材料化学式中相应元素的单质、氧化物、氟化物、氮化物、溴化物、氯化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐，也可以是所需原料元素的前躯体；将铁氧体-碳纳米管复合材料粉体经造粒成型得到铁氧体-碳纳米管复合材料胚体的过程中，造粒方法包括但不限于人工造粒或者喷雾造粒，成型方法包括但不限于注浆成型、冷等静压成型、热等静压成型、干压成型或者湿压成型；烧结过程可以采用微波烧结法、放电等离子体烧结、热压烧结或者传统的电炉加热烧结方法。当采用微波烧结法时，具体过程为将经造粒成型得到的铁氧体-碳纳米管复合材料胚体装入由透波材料制成的匣钵内，然后将匣钵放入专业微波炉内，在惰性气氛下，通过调整微波功率，控制升温速率，加热升温至烧结温度，最后冷却至室温，得到铁氧
5体-碳纳米管复合块体材料。其中，上述采用微波烧结法烧结铁氧体-碳纳米管复合材料胚体的过程中专业微波炉可以选自网带式微波炉/窑、推板式微波炉/窑、辊道式微波炉/窑、 梭式微波炉/窑、箱式微波炉/窑及钟罩式微波炉/窑中的一种，专业微波炉的微波频率一般为 300MHz 300GHz，优选的频率为 2. 45GHz、5. 8GHz、0. 915GHz 或 24. 15GHz ；匣钵由透波性能较好的材料制成，优选由A1A、BN、莫来石等材料中的一种或几种的复合材料制成；专业微波炉的炉腔内惰性气氛的创建一般是将装有铁氧体-碳纳米管复合材料胚体的匣钵放入专业微波炉中后，首先对专业微波炉抽真空处理，然后通入惰性气体至常压或者较高压强，惰性气体包括但不限于氮气(N2)、氩气(Ar)、氦气(He)等气体中的一种或几种的混合气体。向专业微波炉的炉腔内通入惰性气体的流速为0 lOL/min，优选流速为 0. 01L/min 0. 5L/min ；为了改善铁氧体-碳纳米管复合材料的性能，加热升温至烧结温度后优选进行保温处理，保温时间优选为0. 1 100h，进一步优选为0. 1 IOh ；为了降低烧结温度，提高材料的性能，可在原料中加入各种助溶剂，助溶剂包括但不限于Si02、V2O5, Bi203、CuO, BiN03> CuNO3等中的一种或者几种的混合；冷却过程采用随炉冷却至室温，或者采用通过调整微波功率以一定的降温速率冷却至室温；升温速率优选为5°C /min 200°C /min,进一步优选为5°C /min 50°C /min。烧结温度一般为600°C 1800°C，进一步优选为750°C 1300°C ；当铁氧体-碳纳米管复合材料中铁氧体的化学式为MeFhO4，其中Me为Ni、Mn、Zn、 Cu、C0、i^、Li、Mg、Cr、Ca、Ba元素中的一种或两种以上元素的组合时，制备铁氧体-碳纳米管复合块体材料时烧结温度为800 1100°C，与传统方法相比，烧结温度降低50 200°C;当铁氧体-碳纳米管复合材料中铁氧体的化学式为AFe12O19，其中A为Ba、Co、Ni、 Mn、Zn、Cu、Fe、Li、Mg、Cr、Ca元素中的一种或两种以上元素的组合时，制备铁氧体-碳纳米管复合块体材料时烧结温度为900 1200°C，与传统方法相比，烧结温度降低50 300°C;当铁氧体-碳纳米管复合材料中铁氧体的化学式为R3Fe5O12，其中R为Y、Sm、Eu、 Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等稀土元素中的一种或两种以上元素的组合时，制备铁氧体-碳纳米管复合块体材料时烧结温度为1000 1400°C，与传统方法相比，烧结温度降低 50 300"C。本发明是铁氧体-碳纳米管复合材料的用途发明，发明人发现铁氧体-碳纳米管复合材料在低温下仍然能够保持良好的电导率，尤其是当铁氧体-碳纳米管复合材料中， 碳纳米管占铁氧体质量百分比为0. 20%时，温度低于沈01(，其电导率仍然能够保持在0. 0001 1000S/m，甚至温度降低至70K 100K，其电导率仍然能够达到0. 0001 0. IS/ m，因此该铁氧体-碳纳米管复合材料的低温导电特性能够使其在低温下作为吸波材料应用，从而解决了实际生产生活中在低温度环境下吸波材料不能正常发挥作用的问题。
图1是本发明实施例1与实施例2中铁氧体-碳纳米管复合材料的变温电导率图。
具体实施例方式以下结合附图与实施例对本发明的具体实施方式
作进一步说明，需要指出的是， 以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。对比实施例1 本实施例是下述实施例1的对比实施例。本实施例中的样品为纯铁氧体材料样品a，其化学表示式为Nia5SiaPe2O4，对该样品a进行导电性能测量分析，得到图1所示的变温电导率图，从图中可以看出纯Nia5Zna5Fii2O4样品a的室温电导率约为4. 5X 10_6S/m，随温度下降，电导率急剧降低，当温度低于时，纯Nia5Zna5Fii2O4样品电阻大于IO6 Ω，表现为绝缘体性质。实施例1 本实施例中的样品为铁氧体-碳纳米管复合材料样品b，并且碳纳米管占铁氧体的质量百分含量为0. 5%，其化学表示式为0. 5% CNTs-Nia5Zna5Fe2CV该铁氧体_碳纳米管复合材料样品b的具体制备方法如下(1)称取0. 6g多壁碳纳米管和200ml浓硝酸混合，在160°C的油浴中回流7h，制备改性的碳纳米管，然后将改性的碳纳米管溶于木质素磺酸钠的过饱和溶液中，超声破碎 50min，制得分散均勻的碳纳米管溶液；(2)在室温下按Ni2+ Zn2+ Fe3+的摩尔比为 0.5 0. 5 2 称取Ni (NO3)2 ·6Η20、 Zn(NO3)2 ·6Η20和Fe(NO3)3 ·9Η20，加入蒸馏水以及(1)中配置好的碳纳米管溶液，得到混合溶液，其中 CNTs Nia5Zna5Fii2O4 的质量比为 0.5 100 ；(3)按一定配比，配置一定量的氢氧化钠溶液，将O)中配置好的混合溶液以0. 5L/h的流速滴入该氢氧化钠溶液中，滴定完成后调节混合溶液pH为10. 5，并以 IOOOrpm的转速搅拌，反应60min ；反应完成后将所得浆料倒入IOOml水热反应釜中，在温度为190°C下反应2h，之后自然冷却，用去离子水洗涤3次，接着在90°C烘干，得到0. 5% CNTs-Nia5Zna5Fe2O4粉体；然后将该粉体经造粒成型，得到所需器件胚体；(4)将(3)中得到的胚体放入专业微波炉内烧结，烧结气氛为纯氮气，常压下以15°C /min的升温速率升温至1000°C，然后保温40min，之后随炉冷却，即得到0.5% CNTs-Ni0.5Zn0.5Fe204 块体材料。对上述制备得到的0. 5% CNTs-Nia5Zna5Fe2O4块体材料的样品进行导电性能测量分析，得到图1所示的变温电导率图，从图中可以看出与纯Nia5Zna5Fii2O4 样品 a 相比，0. 5% CNTs-Ni0.5Zn0.5Fe204 复合材料样品 b 的室温电导率提高了近7个数量级，达到0. 37S/m ；随着温度降低，电导率虽然有所下降，但是在 260K以下的低温下样品电导率仍然保持在0. 0001 lOOS/m ；甚至当温度降低至80K，其电导率能够达到约为10_4数量级范围，具有一定的导电性能。因此，由于上述0. 5% CNTs-Ni0.5Zn0.5Fe204复合材料样品b具有低温导电性能，该 0. 5% CNTs-Nia5Zna5Fe2O4复合材料作为吸波材料可应用于以下在低温环境下使用的器件中(1)基于ERL的FEL光源中，满足该类加速器对高阶模抑制器用吸波材料的低温要求；(2)能够应用在深海潜艇用雷达屏蔽器件中，满足当潜艇处于深海中低温环境下，
7雷达屏蔽器件中的吸波材料能够正常发挥用途；(3)应用在外太空用电磁屏蔽器件中，满足当外太空用电磁屏蔽器件处于低温环境下，其中的吸波材料能够正常发挥用途；应用在其他诸如电子器件，抗电磁干扰器件等中，满足当该器件处于低温环境下， 其中的吸波材料能够正常发挥用途。实施例2 本实施例中的样品为铁氧体-碳纳米管复合材料样品C，并且碳纳米管占铁氧体的质量百分含量为1%，其化学表示式为CNTs-Nia5Zna5Fe2CV该铁氧体-碳纳米管复合材料样品c的具体制备方法如下(1)称取0. 6g多壁碳纳米管和200ml浓硝酸混合，在160°C的油浴中回流7h，制备改性的碳纳米管，然后将改性的碳纳米管溶于木质素磺酸钠的过饱和溶液中，超声破碎 50min，制得分散均勻的碳纳米管溶液；(2)在室温下按Ni2+ Zn2+ Fe3+的摩尔比为 0.5 0. 5 2 称取Ni (NO3)2 ·6Η20、 Zn(NO3)2 ·6Η20和Fe(NO3)3 ·9Η20，加入蒸馏水以及(1)中配置好的碳纳米管溶液，得到混合溶液，其中CNTs Nia5Zna5Fii2O4的质量比为1 100;(3)按一定配比，配置一定量的氢氧化钠溶液，将O)中配置好的混合溶液以0. 5L/h的流速滴入该氢氧化钠溶液中，滴定完成后调节混合溶液pH为10. 5，并以 IOOOrpm的转速搅拌，反应60min ；反应完成后将所得浆料倒入IOOml水热反应釜中，在温度为190°C下反应池，之后自然冷却，用去离子水洗涤3次，接着在90°C烘干，得到 CNTs-Nia5Zna5Fe2O4粉体；然后将该粉体经造粒成型，得到所需器件胚体；(4)将(3)中得到的胚体放入专业微波炉内烧结，烧结气氛为纯氮气，常压下以15°C /min的升温速率升温至1000°C，然后保温40min，之后随炉冷却，即得到 CNTs-Ni0.5Zn0.5Fe204 块体材料。对上述制备得到的CNTs-Nia5Zna5Fe2O4块体材料的样品进行导电性能测量分析，得到图1所示的变温电导率图，，从图中可以看出与纯Nia5Zna5Fii2O4样品a相比，1 % CNTs-Ni0.5Zn0.5Fe204复合材料样品c的室温电导率提高了近9个数量级，达到140. 3S/m ；随着温度降低，电导率虽然有所下降，但是在 260K以下的低温下样品电导率仍然保持在0. 0001 lOOS/m，甚至当温度降低至70K，其电导率能够达到0. lS/m，具有一定的导电性能。因此，由于上述1 % CNTs-Ni0.5Zn0.5Fe204复合材料样品c具有低温导电性能，该1 % CNTs-Nia5Zna5Fe2O4复合材料作为吸波材料可应用于以下在低温环境下使用的器件中(1)基于ERL的FEL光源中，满足该类加速器对高阶模抑制器用吸波材料的低温要求；(2)能够应用在深海潜艇用雷达屏蔽器件中，满足当潜艇处于深海中低温环境下， 雷达屏蔽器件中的吸波材料能够正常发挥用途；(3)应用在外太空用电磁屏蔽器件中，满足当外太空用电磁屏蔽器件处于低温环境下，其中的吸波材料能够正常发挥用途；(4)应用在其他诸如电子器件，抗电磁干扰器件等中，满足当该器件处于低温环境下，其中的吸波材料能够正常发挥用途。
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实施例3 6:与实施例1相同，实施例3 6是CNTs-MeFe2O4材料的制备方法，该方法基本与实施例1相同，所不同的是化学式Mei^e2O4中Me元素、烧结温度，以及保温时间不同，具体如下表1所示。表1实施例2 6中CNTs-MeFe2O4的化学表示式及工艺条件
实施例化学表示式烧结温度保温时间32% CNTs-ZnFe2O49000. 5420 % CNTs-Ni0.4Zn0.5Cu0.05Co0.05Fe2O4800151 % CNTs-Mn0.5Zn0.5Fe20410000. 560. 5% CNTs-Mn0.4Zn0.5Cu0.05Co0.05Fe2O49001对上述制备得到的CNTs-MeFe2O4块体材料的样品进行导电性能测量分析，得到 260K以下的低温电导率能够达到0. 0001 100S/m，室温电导率为0. 1 1000S/m。因此， 上述铁氧体-碳纳米管复合材料能够作为吸波材料应用在基于ERL的FEL光源中，满足该类加速器对高阶模抑制器用吸波材料的低温要求；应用在深海潜艇用雷达屏蔽器件中，满足当深海潜艇处于低温环境下，雷达屏蔽器件中的吸波材料能够正常发挥用途；应用在外太空用电磁屏蔽器件中，满足当外太空用电磁屏蔽器件处于低温环境下，其中的吸波材料能够正常发挥用途；或者应用在其他诸如电子器件，抗电磁干扰器件等中，满足当该器件处于低温环境下，其中的吸波材料能够正常发挥用途。实施例7 12 与实施例1基本相同，实施例7 12是CNTs-AFe12O19块体材料的制备方法，所不同的是化学式AFe12O19及其中A的组合，以及烧结温度，保温时间不同，具体如下表2所示。表2实施例7 12合成CNTs-AFe12O19的化学表示式及工艺条件
实施例化学表示式烧结温度保温时间71 % CNTs-BaFe12O191200183% CNTs-Ba0.5Co0.5Fe120191100195 % CNTs-Ba0 5Zn0 25Cu0.15Co0.抑120199001105% CNTs-Ba0.5Zn0.5Fe12O1911001112% CNTs-Ba0.5Ni0.5Fe12O1911001121 % CNTs-Ba0.5Zn0.25Mn0.15Co0. iFe1201911001
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对上述制备得到的CNTs-AFe12O19块体材料的样品进行导电性能测量分析，得到 260K以下的低温电导率能够达到0. 0001 100S/m，室温电导率为0. 1 1000S/m。因此， 上述铁氧体-碳纳米管复合材料能够作为吸波材料应用在基于ERL的FEL光源中，满足该类加速器对高阶模抑制器用吸波材料的低温要求；应用在深海潜艇用雷达屏蔽器件中，满足当深海潜艇处于低温环境下，雷达屏蔽器件中的吸波材料能够正常发挥用途；应用在外太空用电磁屏蔽器件中，满足当外太空用电磁屏蔽器件处于低温环境下，其中的吸波材料能够正常发挥用途；或者应用在其他诸如电子器件，抗电磁干扰器件等中，满足当该器件处于低温环境下，其中的吸波材料能够正常发挥用途。实施例13 14 与实施例1基本相同，实施例13 14是CNTs-Rfe5O12块体材料的制备方法，所不同的是化学式R3Fe55O12及其中R的组合，以及烧结温度，保温时间不同，具体如下表3所示。表3实施例13 14合成CNTs-Rfe5O12的化学表示式及工艺条件
权利要求
1.铁氧体-碳纳米管复合材料在低温下作为吸波材料的应用。
2.根据权利要求1中所述的铁氧体-碳纳米管复合材料在低温下作为吸波材料的应用，其特征是所述的铁氧体-碳纳米管复合材料中，碳纳米管占铁氧体的质量百分比为 0. 20%。
3.根据权利要求2中所述的铁氧体-碳纳米管复合材料在低温下作为吸波材料的应用，其特征是所述的铁氧体-碳纳米管复合材料中，碳纳米管占铁氧体的质量百分比为 0. 10%。
4.根据权利要求1、2或3中所述的铁氧体-碳纳米管复合材料在低温下作为吸波材料的应用，其特征是所述的铁氧体-碳纳米管复合材料在^OK以下温度范围内的电导率为 0.0001 1000S/m。
5.根据权利要求4中所述的铁氧体-碳纳米管复合材料在低温下作为吸波材料的应用，其特征是所述的铁氧体-碳纳米管复合材料在70K 100K温度范围内的电导率为 0. 0001 0. lS/m。
6.根据权利要求1、2或3中所述的铁氧体-碳纳米管复合材料在低温下作为吸波材料的应用，其特征是所述的低温下的吸波材料是指基于ERL的FEL光源中的高阶模抑制器用吸波材料。
7.根据权利要求1、2或3中所述的铁氧体-碳纳米管复合材料在低温下作为吸波材料的应用，其特征是所述的低温下的吸波材料是指深海潜艇用雷达屏蔽器件中的吸波材料。
8.根据权利要求1、2或3中所述的铁氧体-碳纳米管复合材料在低温下作为吸波材料的应用，其特征是所述的低温下的吸波材料是指外太空用电磁屏蔽器件中的吸波材料。
9.根据权利要求1、2或3中所述的铁氧体-碳纳米管复合材料在低温下作为吸波材料的应用，其特征是所述的低温下的吸波材料是指低温下的抗电磁干扰器件中的吸波材料。
10.根据权利要求1、2或3中所述的铁氧体-碳纳米管复合材料在低温下作为吸波材料的应用，其特征是可根据实际应用需要将所述的低温下的吸波材料成型或加工成所需形状或尺寸，或者将所述的低温下的吸波材料制成浆料，采用热喷涂、丝网印刷、流延、涂刷方法制备电磁屏蔽涂层。
全文摘要
本发明公开了一种铁氧体-碳纳米管复合材料的用途，发明人发现铁氧体-碳纳米管复合材料在低温下仍然能够保持良好的电导率，尤其当该复合材料中碳纳米管占铁氧体质量百分比为0.1％～20％时，温度降低至260K以下，甚至达到70K，其电导率仍然能够达到0.0001～1000S/m，因此利用该低温导电性能，铁氧体-碳纳米管复合材料能够在260K以下的低温下作为吸波材料被应用，例如，在低温下应用于ERL光源中的高阶模抑制器、深海潜艇用雷达屏蔽器件、外太空用电磁屏蔽器件，以及抗电磁干扰器件等，从而解决了实际应用中在低温环境下吸波材料不能正常发挥作用的问题。
文档编号H05K9/00GK102391830SQ20111022685
公开日2012年3月28日 申请日期2011年8月9日 优先权日2011年8月9日
发明者周小兵, 胡春峰, 黄庆 申请人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所