本发明涉及一种宽频带高强型碳基复合吸波材料的制备方法，属于材料加工技术领域。
背景技术：
随着电子科学技术的迅猛发展，未来的各种战争成了高新技术的较量，信息的获取与反获取更成为战争的焦点。为了提高战略武器装备系统的突防能力，增强军事化武器的生存和作战效能，世界各主要军事国家都在努力发展其武器装备的隐身化。因此，隐身技术已经成为世界现代军事技术发展的重要方向之一。隐身技术是指通过改变目标外部结构或者在其表面进行涂层处理，改变目标的辐射特征及其对电磁波的反射性能，从而降低目标与环境的辐射反差或光谱反射差异，降低目标的可探测性，在一定范围内达到隐身的效果。武器装备系统的隐身能力通常可以通过外形设计和使用隐身材料来实现。然而，外形设计受到许多条件的制约，因此隐身材料的研究和应用已成为隐身技术发展的关键技术之一。
雷达吸波材料是隐身材料中发展最快且应用最广泛的一类材料它通过吸收入射的电磁波，将电磁能转化为热能而消耗或使电磁波干涉相消，减弱目标的回波强度，有效降低飞机、导弹、舰艇或坦克、装甲车等目标的雷达散射面，从而实现隐身的效果。以美国为首的军事发达国家在雷达隐身材料的研究方面己取得长足进展，研制出了多种雷达吸波材料，应用前景较好。我国在雷达隐身材料的研究中也取得了一定的成效，但目前尚处于起步阶段。因此，继续加大此方面的研究，对我国国防事业的发展有着重大而深远的意义。
目前，随着电子技术的高速发展，电子、电气设备或其他信息系统已经越来越广泛的应用在人们的日常生产、生活的各个领域。电子设备的广泛应用和发展，在给予人们生活带来很大便利的同时，其电磁辐射对人类健康和赖以生存的环境也产生了很大的影响。人体是个导体，在电磁波的作用下，人体可产生电磁感应，使体内非极性分子产生极性，同时又可以使极性分子再分布，导致一些细胞功能异常，甚至诱导变异细胞的产生。再者，电磁辐射也可造成空间电波噪声，从而干扰位于这个区域范围内的各种电子设备的正常工作，甚至使其出现故障而导致严重后果。不仅如此，电磁福射还可危害动植物生长，有研究表明，处于长时间的电磁辐射环境中，动植物的正常生长会受到影响因此，研究和利用吸波材料吸收干扰的电磁波，减少电磁辐射，改善人类的生存环境均具有极其重要的意义。
近些年来，许多研究者致力于研制既有电损耗又有磁损耗的一类碳基复合吸波材料，利用碳材料密度小、电性能好、力学性能优异等特点，复合磁性能优异的磁性材料，改善碳材料的磁导率，提高复合材料整体的吸波性能，并探索出了一系列有效的研究方法。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对目前研究的碳基复合吸波材料吸收频带窄、材料强度低的问题，提供了一种宽频带高强型碳基复合吸波材料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）按重量份数计，分别称量45～50份碳酸钡、10～15份二氧化钛、15～20份氧化钴和75～80份四氧化三铁混合，球磨过筛得过筛粉末；
（2）按质量比1:5，将异丙醇铝添加至质量分数5％硝酸铝溶液中，搅拌混合并水浴加热，收集得混合液，按体积比1:8，将正硅酸乙酯滴加至混合液中，待滴加完成后，搅拌混合并水浴加热，得基体液；
（3）按质量比1:5，将聚乙烯醇溶液与基体液搅拌混合，陈化、过滤得滤液，按质量比1:1，将滤液与过筛粉末搅拌混合，超声分散得分散浆液；
（4）按质量比1:5，将废弃轮胎和丁苯橡胶粉末搅拌混合，球磨过筛得混合橡胶粉末，再按重量份数计，分别称量45～50份分散浆液、35～40份混合橡胶粉末、10～15份碳粉置于高速搅拌机中，搅拌混合，得前驱体浆料；
（5）将前驱体浆液浇注至模具中，保温煅烧后再升温处理，保温烧结后静置冷却至室温，即可制备得一种宽频带高强型碳基复合吸波材料。
步骤（2）所述的正硅酸乙酯滴加速率为2～3ml/min。
步骤（5）所述的保温煅烧温度为600～700℃。
步骤（）所述的升温处理为按10℃/min升温至1250～1400℃。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明通过以莫来石前驱体为附载体，包覆吸波材料主体并经高温煅烧，制备莫来石晶体并包覆吸波材料颗粒，通过莫来石作为吸波材料的阻抗变换层，能够有效地降低电磁波在空气-吸收层界面上的反射，使电磁波更多地进入到吸波材料内部，提高了吸波材料的吸收率，同时有效增强吸波材料的频带宽度；
（2）本发明通过橡胶与轮胎材料为碳基主体，经高温煅烧炭化，使橡胶成碳并包覆吸波材料主体，与前驱体莫来石协同作用，在吸波材料内部形成交联网状结构，有效改善材料的力学性能。
具体实施方式
按重量份数计，分别称量45～50份碳酸钡、10～15份二氧化钛、15～20份氧化钴和75～80份四氧化三铁置于球磨罐中，在350～400r/min下球磨3～5h后，过200目筛得过筛粉末；按质量比1:5，将异丙醇铝添加至质量分数5％硝酸铝溶液中，搅拌混合并置于45～50℃下水浴加热45～60min，收集得混合液，按体积比1:8，将正硅酸乙酯滴加至混合液中，控制滴加速率为2～3ml/min，待滴加完成后，搅拌混合20～24h，在85～90℃下水浴加热3～5h后，得基体液，按质量比1:5，将质量分数5％聚乙烯醇溶液与基体液搅拌混合，在45～50℃下陈化6～8h后，过滤得滤液，按质量比1:1，将滤液与过筛粉末搅拌混合，在200～300w下超声分散10～15min，收集得分散浆液，按质量比1:5，将废弃轮胎和丁苯橡胶粉末搅拌混合，再在350～400r/min下球磨3～5h后，过200目筛得混合橡胶粉末，再按重量份数计，分别称量45～50份分散浆液、35～40份混合橡胶粉末、10～15份200目碳粉置于高速搅拌机中，在2500～3000r/min下搅拌混合10～15min，得前驱体浆料并浇注至模具中，在600～700℃马弗炉中保温煅烧45～60min后，再按10℃/min升温至1250～1400℃，保温烧结2～3h后，静置冷却至室温，即可制备得一种宽频带高强型碳基复合吸波材料。
实例1
按重量份数计，分别称量45份碳酸钡、10份二氧化钛、15份氧化钴和75份四氧化三铁置于球磨罐中，在350r/min下球磨3h后，过200目筛得过筛粉末；按质量比1:5，将异丙醇铝添加至质量分数5％硝酸铝溶液中，搅拌混合并置于45℃下水浴加热45min，收集得混合液，按体积比1:8，将正硅酸乙酯滴加至混合液中，控制滴加速率为2ml/min，待滴加完成后，搅拌混合20h，在85℃下水浴加热3h后，得基体液，按质量比1:5，将质量分数5％聚乙烯醇溶液与基体液搅拌混合，在45℃下陈化6h后，过滤得滤液，按质量比1:1，将滤液与过筛粉末搅拌混合，在200w下超声分散10min，收集得分散浆液，按质量比1:5，将废弃轮胎和丁苯橡胶粉末搅拌混合，再在350r/min下球磨3h后，过200目筛得混合橡胶粉末，再按重量份数计，分别称量45份分散浆液、35份混合橡胶粉末、10份200目碳粉置于高速搅拌机中，在2500r/min下搅拌混合10min，得前驱体浆料并浇注至模具中，在600℃马弗炉中保温煅烧45min后，再按10℃/min升温至1250℃，保温烧结2h后，静置冷却至室温，即可制备得一种宽频带高强型碳基复合吸波材料。
实例2
按重量份数计，分别称量46份碳酸钡、12份二氧化钛、18份氧化钴和78份四氧化三铁置于球磨罐中，在380r/min下球磨4h后，过200目筛得过筛粉末；按质量比1:5，将异丙醇铝添加至质量分数5％硝酸铝溶液中，搅拌混合并置于48℃下水浴加热58min，收集得混合液，按体积比1:8，将正硅酸乙酯滴加至混合液中，控制滴加速率为2ml/min，待滴加完成后，搅拌混合22h，在88℃下水浴加热4h后，得基体液，按质量比1:5，将质量分数5％聚乙烯醇溶液与基体液搅拌混合，在48℃下陈化7h后，过滤得滤液，按质量比1:1，将滤液与过筛粉末搅拌混合，在250w下超声分散12min，收集得分散浆液，按质量比1:5，将废弃轮胎和丁苯橡胶粉末搅拌混合，再在380r/min下球磨4h后，过200目筛得混合橡胶粉末，再按重量份数计，分别称量46份分散浆液、36份混合橡胶粉末、12份200目碳粉置于高速搅拌机中，在2800r/min下搅拌混合12min，得前驱体浆料并浇注至模具中，在650℃马弗炉中保温煅烧58min后，再按10℃/min升温至1300℃，保温烧结2h后，静置冷却至室温，即可制备得一种宽频带高强型碳基复合吸波材料。
实例3
按重量份数计，分别称量50份碳酸钡、15份二氧化钛、20份氧化钴和80份四氧化三铁置于球磨罐中，在400r/min下球磨5h后，过200目筛得过筛粉末；按质量比1:5，将异丙醇铝添加至质量分数5％硝酸铝溶液中，搅拌混合并置于50℃下水浴加热60min，收集得混合液，按体积比1:8，将正硅酸乙酯滴加至混合液中，控制滴加速率为3ml/min，待滴加完成后，搅拌混合24h，在90℃下水浴加热5h后，得基体液，按质量比1:5，将质量分数5％聚乙烯醇溶液与基体液搅拌混合，在50℃下陈化8h后，过滤得滤液，按质量比1:1，将滤液与过筛粉末搅拌混合，在300w下超声分散15min，收集得分散浆液，按质量比1:5，将废弃轮胎和丁苯橡胶粉末搅拌混合，再在400r/min下球磨5h后，过200目筛得混合橡胶粉末，再按重量份数计，分别称量50份分散浆液、40份混合橡胶粉末、15份200目碳粉置于高速搅拌机中，在3000r/min下搅拌混合15min，得前驱体浆料并浇注至模具中，在700℃马弗炉中保温煅烧60min后，再按10℃/min升温至1400℃，保温烧结3h后，静置冷却至室温，即可制备得一种宽频带高强型碳基复合吸波材料。
实验表明：厚度为1.3mm时，在2~18ghz内反射率都低于-5db，且在8.7ghz、12.1ghz、14.8ghz和18ghz分别有吸收峰，其峰值分别为-18.9db、-21.1db、-16.9db和-19.5db。低于-l0db的有效频段为6~13.2ghz和13.9~18ghz，带宽达到11.3ghz。当涂层厚度增加为1.6mm时，较高频段反射率损失减小，低频段反射率损失增大，2~10ghz和16.8~18ghz内反射率都低于-l0db，在6.4ghz吸收峰值最小，达到-19.9db。通过分析其吸波性能可知，经此发明方法制备的碳基复合材料为高性能吸波材料，在低频段能够达到较好的吸收，且吸波频带得到有效的拓宽，能够较好的兼备阻抗匹配和衰减吸收两特性，是一种优异的高性能微波吸收材料。