本發明涉及一種納米吸波材料。特別是涉及一種鉀摻錳酸鑭納米吸波材料及其制備方法。
背景技術：
隨著現代科學技術的高速發展，電磁輻射充斥著人們的生活空間，造成了嚴重的電磁污染，它已成為繼噪聲污染、大氣污染，水污染和固體廢物污染之后的又一大公害，引起世界各國的廣泛關注。吸波材料指能吸收、衰減入射的電磁波，并將其電磁能轉換成熱能耗散掉或使電磁波因干涉而消失的一類材料。吸波材料能夠有效的減少或消除電磁污染，其研究對于軍事領域以及民用領域都有非常重要的意義。
lamn03作為一種典型的abo3鈣鈦礦結構材料，一般表現為反鐵磁性，當在a位摻雜2價金屬離子后，轉化為鐵磁性，同時具有導電性。目前對錳酸鑭a位和b位的摻雜研究主要集中在巨磁電阻效應方面，在吸波材料領域的研究較少，而鉀摻雜錳酸鑭吸波材料的研究報道更少。實際上，鉀摻雜錳酸鑭作為一類新型微波吸收材料具有極大的可行性。研究表明，鉀元素摻雜錳酸鑭能夠引起較強的介電極化損耗，且摻雜后電阻率一般處于半導體范圍，有利于阻抗匹配和電磁波的衰減。因此可以看出，鉀摻雜錳酸鑭材料能夠有效地提高吸波性能。
錳酸鑭的傳統制備方法主要是高溫固相法，但該方法能耗高，容易引入雜質，且容易引起高溫團聚。采用溶膠-凝膠法制備摻鉀錳酸鑭，工藝簡單容易控制，且得到的產品純度高、雜質少、化學活性好，粒度較小且分布均勻。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是，提供一種具有吸波強度高、吸收頻帶寬的摻鉀錳酸鑭納米吸波材料及其制備方法。
本發明所采用的技術方案是：一種鉀摻雜錳酸鑭納米吸波材料，是由鉀和錳酸鑭復合構成，其中鉀與錳酸鑭的物質的量比為0.1:1或0.15:1或0.2:1或0.25:1。
一種鉀摻雜錳酸鑭納米吸波材料的制備方法，采用溶膠-凝膠法制備，包括如下步驟：
1)稱取一定量的硝酸鹽mn(no3)2、kno3和la(no)3·6h2o溶于蒸餾水中，配制成一定濃度的硝酸鹽混合溶液a，其中mn2+的濃度為0.1mol/l，la3+的濃度為0.075～0.09mol/l，k+濃度為0.01～0.025mol/l；
2)按照檸檬酸與溶液a中的總金屬離子的摩爾比為1.5:1稱取檸檬酸，將檸檬酸溶解到蒸餾水中，形成溶液b；
3)按照乙二醇與溶液a中的總金屬離子的摩爾比為3:1稱取乙二醇，得到溶液c；
4)將溶液b和溶液c緩慢加入到不斷攪拌下的溶液a中，對混合后的溶液再攪拌0.5～1h后，利用氨水將混合溶液的ph值調節到6～7之間形成透明溶膠；
5)將步驟4)得到的透明溶膠在70℃的水浴鍋中加熱形成干凝膠；
6)將步驟5)得到的干凝膠研磨成粉后在400℃下預先熱處理2～3h，將得到的產物研磨，在1000℃下加熱3h就得到鉀摻雜的錳酸鑭吸波材料。
步驟4)中所述的利用氨水將混合溶液的ph值調節到6～7之間，是將氨水逐滴滴加到所述的混合溶液中。
步驟5)中包括將步驟4)得到的透明溶膠在70℃的水浴鍋中加熱2～4h形成凝膠，繼續在70℃水浴加熱24～36h形成干凝膠。
本發明的摻鉀錳酸鑭納米吸波材料及其制備方法，具有反應溫度低、工藝簡單易控、產物粒度小且分布均勻的特點。且得到的摻鉀錳酸鑭納米吸波材料具有吸波頻帶寬、吸波性能強等特點。因此有潛力發展成為新一代納米高吸波性能、寬頻的吸波助劑。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明的鉀摻錳酸鑭納米吸波材料及其制備方法做出詳細說明。
本發明的鉀摻錳酸鑭的納米吸波材料，是由鉀和錳酸鑭復合構成，其中鉀與錳酸鑭的物質的量比為0.1:1或0.15:1或0.2:1或0.25:1。
本發明的的鉀摻雜錳酸鑭的納米吸波材料的制備方法，具體是采用溶膠-凝膠法制備，包括如下步驟：
1)稱取一定量的硝酸鹽mn(no3)2、kno3和la(no)3·6h2o溶于蒸餾水中，配制成一定濃度的硝酸鹽混合溶液a，其中mn2+的濃度為0.1mol/l，la3+的濃度為0.075～0.09mol/l，k+濃度為0.01～0.025mol/l；
2)按照檸檬酸與溶液a中的總金屬離子的摩爾比為1.5:1稱取檸檬酸，將檸檬酸溶解到蒸餾水中，形成溶液b；
3)按照乙二醇與溶液a中的總金屬離子的摩爾比為3:1稱取乙二醇，得到溶液c；
4)將溶液b和溶液c加入到溶液a中，攪拌0.5～1h后，利用氨水將混合溶液的ph值調節到6～7之間，形成透明溶膠，所述的利用氨水將混合溶液的ph值調節到6～7之間，是將氨水逐滴滴加到所述的混合溶液中；
5)將步驟4)得到的透明溶膠在70℃的水浴鍋中加熱形成干凝膠，包括將步驟4)得到的透明溶膠在70℃的水浴鍋中加熱2～4h形成凝膠，繼續在70℃水浴加熱24～36h形成干凝膠；
6)將步驟5)得到的干凝膠研磨成粉后在400℃下預先熱處理2～3h，將得到的產物研磨，在1000℃下加熱3h就得到鉀摻雜的錳酸鑭吸波材料。
下面給出具體實例。
實施例1：
1)稱取5.37g濃度為50％的mn(no3)2、0.1515g的kno3和5.8455g的la(no)3·6h2o溶于150ml的蒸餾水中，形成溶液a；
2)稱取9.45g的檸檬酸溶解在100ml的蒸餾水中形成溶液b；
3)稱取5.58g乙二醇作為溶液c；
4)將溶液b和溶液c加入到溶液a中，攪拌0.5h后，利用氨水將混合溶液的ph值調節到6～7之間，形成透明溶膠，所述的利用氨水將混合溶液的ph值調節到6～7之間，是將氨水逐滴滴加到所述的混合溶液中；
5)將透明的溶膠在70℃的水浴鍋中加熱2h形成凝膠，繼續在70℃水浴加熱24h形成干凝膠；
6)將干凝膠研磨成粉后在400℃下預先熱處理2h，將得到的產物研磨，在1000℃下加熱3h，得到摻鉀錳酸鑭吸波材料。
實施例2：
1)稱取5.37g濃度為50％的mn(no3)2、0.22725g的kno3和5.52075g的la(no)3·6h2o溶于150ml的蒸餾水中，形成溶液a；
2)稱取9.45g的檸檬酸溶解在100ml的蒸餾水中形成溶液b；
3)稱取5.58g乙二醇作為溶液c；
4)將溶液b和溶液c加入到溶液a中，攪拌1h后，利用氨水將混合溶液的ph值調節到6～7之間，形成透明溶膠，所述的利用氨水將混合溶液的ph值調節到6～7之間，是將氨水逐滴滴加到所述的混合溶液中；
5)將透明溶膠在70℃的水浴鍋中加熱3h形成凝膠，繼續在70℃水浴加熱30h形成干凝膠；
6)將干凝膠研磨成粉后在400℃下預先熱處理2.5h，將得到的產物研磨，在1000℃下加熱3h，得到摻鉀錳酸鑭吸波材料。
實施例3：
1)稱取的5.37g濃度為50％的mn(no3)2、0.303g的kno3和5.196g的la(no)3·6h2o溶于150ml的蒸餾水中，形成溶液a；
2)稱取9.45g的檸檬酸溶解在100ml的蒸餾水中形成溶液b；
3)稱取5.58g乙二醇作為溶液c；
4)將溶液b和溶液c加入到溶液a中，攪拌0.5h后，利用氨水將混合溶液的ph值調節到6～7之間，形成透明溶膠，所述的利用氨水將混合溶液的ph值調節到6～7之間，是將氨水逐滴滴加到所述的混合溶液中；
5)將透明溶膠在70℃的水浴鍋中加熱4h形成凝膠，繼續在70℃水浴加熱36h形成干凝膠；
6)將干凝膠研磨成粉后在400℃下預先熱處理3h，將得到的產物研磨，在1000℃下加熱3h，得到摻鉀錳酸鑭吸波材料。
實施例4：
1)稱取5.37g濃度為50％的mn(no3)2、0.37875g的kno3和4.87g的la(no)3·6h2o溶于150ml的蒸餾水中，形成溶液a；
2)稱取9.45g的檸檬酸溶解在100ml的蒸餾水中形成溶液b；
3)稱取5.58g乙二醇作為溶液c；
4)將溶液b和溶液c加入到溶液a中，攪拌1h后，利用氨水將混合溶液的ph值調節到6～7之間，形成透明溶膠，所述的利用氨水將混合溶液的ph值調節到6～7之間，是將氨水逐滴滴加到所述的混合溶液中；
5)將透明溶膠在70℃的水浴鍋中加熱3h形成凝膠，繼續在70℃水浴加熱35h形成干凝膠；
6)將干凝膠研磨成粉后在400℃下預先熱處理3h，將得到的產物研磨，在1000℃下加熱3h，得到摻鉀錳酸鑭吸波材料。