專利名稱：鐵氧體-碳納米管復合材料在低溫下作為吸波材料的應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及鐵氧體-碳納米管復合材料技術領域，特別涉及鐵氧體-碳納米管復合材料在低溫下作為吸波材料的應用，例如在低溫下用于加速器超導腔高階模抑制器用吸波材料、深海潛艇用雷達屏蔽材料、外太空用電磁屏蔽材料、電子器件用吸波材料、抗電磁干擾器件用吸波材料、電磁屏蔽器件用吸波材料以及隱身器件用吸波材料等。
背景技術：
具有吸收電磁波性能的吸波材料被廣泛應用在電子、抗電磁干擾、電磁屏蔽、雷達屏蔽等器件中，但是目前使用吸波材料的器件一般工作在溫度適宜環境下，而當這些器件處于極端溫度環境，尤其在處于低溫下工作時，其中的吸波材料處于高絕緣狀態，不能正常發揮其用途，因此極大地限制了器件的使用條件，難以滿足實際應用要求。下面以加速器中高階模抑制器的吸波材料為例進行說明。加速器是探索原子核和粒子的性質、內部結構和相互作用的重要工具，已在大科學工程及諸多科學研究、工農業生產、醫療衛生和國防建設等領域發揮著巨大的作用。在加速器系統中，超導高頻系統是獲得高品質電子束的關鍵設備。超導高頻系統包括四大部分腔體、高功率輸入耦合器、高階模抑制器、低溫槽，其中高階模抑制器的作用是抑制高階模效應，其工作原理是通過優化腔形，將所有的高階模從腔內引出到束管中，并利用安放在束管壁上的吸波材料將高階模功率吸收掉。因此，高階模吸波材料的性能決定著高階模抑制器的功效，關系到束流的穩定性，并對加速器的穩定運行及結果產生重要影響。隨著加速器技術的飛速發展，已在世界范圍內掀起了第四代光源的建設熱潮。其中基于能量回收型直線加速器(Energy Recovery Linacs，簡稱ERL)光源，因綜合了直線加速器束流品質好和環形加速器運行效率高的雙重優勢，而成為當前加速器領域研究的熱點。基于ERL的FEL (Free-Electron Laser)光源是提高能量轉換效率和平均功率的有效途徑，美國的JLab實驗室和日本的JAEA實驗室分別在1999年和2002年在紅外波段ERL實驗裝置上驗證了其能量回收原理和高效率，獲得了高功率紅外波段和太赫茲波段的光源。雖然基于ERL的FEL光源具有上述優勢和吸引力，但也對超導腔高階模抑制器用吸波材料提出了更高的要求，主要表現在(1)高功率處理能力；(2)工作頻率帶寬很寬； (3)能在80K的液氮低溫下工作，因此，對傳統的吸波材料提出了很大的挑戰。鑒于ERL超導射頻腔的高階模抑制器是核心技術難點之一，世界各國加速器實驗室都投入了大量人力物力來研制具有高功率、寬頻譜、低溫結構穩定的微波吸收材料。目前，美國托馬斯·杰斐遜國家加速器實驗室在其連續電子束加速器(CEBAF)中實驗了導電顆粒復合的氮化鋁陶瓷(美國Ceradyne公司提供)作為微波吸收材料，如玻璃碳復合氮化鋁陶瓷；美國康奈爾存儲環(CESR)使用了美國Ceramic Magnetics公司和Trans-Tech公司提供的鐵氧體陶瓷作為大功率吸收載體；加拿大喬克里弗核實驗室在MIT-Bates South Hall Ring存儲環上也使用Trans-Tech公司提供的IT2-I 11型鐵氧體材料；日本KEK-B介子工廠則使用日本Covalent Materials公司提供的碳化硅與鐵氧體陶瓷材料。
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然而上述材料在大流強粒子束應用中都存在致命問題，如低溫脆性和高絕緣性等，還不能滿足未來基于ERL的光源發展需求。
發明內容
鐵氧體是一種雙復介質材料，不但具有一般介質材料的歐姆損耗、極化損耗、離子和電子共振損耗，還具有鐵氧體特有的疇壁共振損耗、磁矩自然共振損耗和粒子共振損耗， 因此作為吸波材料一直受到關注。由于碳納米管(CNTs)具有高比表面積以及大量可以使界面極化的懸掛鍵，加上其宏觀量子隧道效應，因此，碳納米管具有良好的吸波性能。雖然碳納米管具有優異的軸向拉伸強度、高彈性模量、傳熱、密度低以及高電導率等優點，但由于碳納米管的介電常數較大，造成單獨使用時吸波層的阻抗匹配性較差，存在吸收頻帶窄、 吸收性能弱等缺點。研究發現，將碳納米管與鐵氧體復合形成鐵氧體-碳納米管復合材料， 一方面可以改善碳納米管的阻抗匹配，拓寬碳納米管的吸收頻帶；另一方面還可以提高鐵氧體的電導率和介電損耗，改善鐵氧體的吸波性能。因此，鐵氧體-碳納米管復合材料引起了國內外眾多科研技術人員的關注，對其室溫電導率的研究方面已有一些文獻和專利報道，例如，Liu YQ等研究者采用共沉淀水熱法合成了 CNT-NiFe2O4復合材料，發現室溫電導率提高了 5個數量級；Cao HQ等研究者用共沉淀水熱法制備了 CNTs-Nia5Zna5Fe2O4粉體，得到其室溫矯頑力為3860e，飽和磁化強度*^.8&mU/g。但是，截止目前，關于鐵氧體-碳納米管復合材料低溫下的電導率性能的研究甚少。本發明人在長期科研實踐的基礎上，結合目前吸波材料技術領域的實際需求，創造性地探索研究了鐵氧體-碳納米管復合材料的低溫電導率，發現鐵氧體-碳納米管復合材料在低溫下仍然能夠保持良好的電導率，尤其是當鐵氧體-碳納米管復合材料中，碳納米管占鐵氧體質量百分比為0. 20%時，溫度降低至^OK以下，其電導率仍然能夠達到0. 0001 1000S/m，甚至當溫度降低至70K 100K時，其電導率能夠達到0. 0001 0.lS/m。以下是本發明的具體性能測試結果。用綜合物性測量系統對鐵氧體材料樣品與鐵氧體-碳納米管復合材料樣品進行電導率測試，發現(1)純鐵氧體材料樣品的室溫電導率約為10_6S/m數量級范圍，隨溫度下降，其電導率急劇降低，當溫度低于260K時，純鐵氧體材料樣品電阻大于IO6 Ω，表現為絕緣體性質；(2)與純鐵氧體材料樣品相比，鐵氧體-碳納米管復合材料樣品的室溫電導率提高近7個數量級，當溫度低于^OK時，鐵氧體-碳納米管復合材料樣品仍然能夠保持良好的電導率，甚至當溫度降低至70Κ 100Κ時，其電導率仍然能夠達到0. 0001 0. lS/m，具有一定的導電性能；(3)尤其是當鐵氧體-碳納米管復合材料樣品中，碳納米管占鐵氧體的質量百分比為0. 20%時，溫度低于^OK,甚至降低至70K 100K，鐵氧體-碳納米管復合材料樣品仍然能夠保持良好的電導率，具有一定的導電性能；(4)作為進一步優選，當鐵氧體-碳納米管復合材料樣品中，碳納米管占鐵氧體的質量百分比為0. 10%時，溫度低于^OK,甚至降低至70K 100K，鐵氧體-碳納米管
4復合材料樣品仍然能夠保持一定的導電性能。因此，鐵氧體-碳納米管復合材料能夠在低溫下作為吸波材料被應用，例如，能夠在80K的液氮低溫下工作，從而可以應用在基于ERL的FEL光源中，滿足該類加速器對高階模抑制器用吸波材料的低溫要求；能夠應用在深海潛艇用雷達屏蔽器件中，滿足當潛艇處于深海低溫中時，雷達屏蔽器件中的吸波材料能夠正常發揮用途；能夠應用在外太空用電磁屏蔽器件中，滿足當電磁屏蔽器件處于外太空低溫中時，其中的吸波材料能夠正常發揮用途，以及應用在其他諸如電子器件，抗電磁干擾器件等中，滿足當該類器件處于低溫時， 其中的吸波材料能夠正常發揮用途，以滿足在實際生產生活中特殊條件下的要求。根據實際應用需要，可以將鐵氧體-碳納米管復合材料成型或加工成所需形狀或尺寸，作為吸波材料在低溫下應用。也可以將鐵氧體-碳納米管復合材料制成漿料，采用熱噴涂、絲網印刷、流延、涂刷等方法制備吸波材料涂層，在低溫下應用。上述發明中鐵氧體-碳納米管復合材料中的鐵氧體包括但不限于化學式為MeFe2CV AFe12O19^ R3Fe5O12等體系的鐵氧體。其中Me元素可以是Ni、Mn、Zn、Cu、Co、Fe、Li、Mg、Cr、Ca、Ba元素中的一種或兩種以上元素的組合；A元素可以是Ba、Co、Ni、Mn、Zn、Cu、Fe、Li、Mg、Cr、Ca 元素中的一種或兩種以上元素的組合；R元素可以是Y、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、 Lu等稀土元素；鐵氧體-碳納米管復合材料中的碳納米管包括但不限于單壁碳納米管、多壁碳納米管；鐵氧體-碳納米管復合材料的制備方法沒有特殊限制，常規的制備方法即可，具體為按照鐵氧體-碳納米管復合材料的化學式中各元素的化學計量比稱取原料，合成鐵氧體-碳納米管復合材料粉體，再經造粒成型得到鐵氧體-碳納米管復合材料胚體，將該胚體進行燒結成型，得到鐵氧體-碳納米管復合塊體材料，也可將粉體制成漿料，采用熱噴涂、絲網印刷、流延、涂刷等方法制成電磁屏蔽涂層。其中，上述鐵氧體-碳納米管復合材料的制備方法中鐵氧體-碳納米管復合材料粉體的合成方法包括但不限于化學共沉淀法、共沉淀-水熱法、固相球磨法、溶膠-凝膠法或者自蔓延燃燒法，其中共沉淀-水熱法和化學共沉淀法有利于在原子尺度范圍內原位包覆碳納米管，合成出鐵氧體-碳納米管納米粉體， 因此優選采用這兩種方法合成鐵氧體-碳納米管復合材料粉體；合成鐵氧體-碳納米管復合材料粉體時采用的原料可以是所述鐵氧體-碳納米管復合材料化學式中相應元素的單質、氧化物、氟化物、氮化物、溴化物、氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽，也可以是所需原料元素的前軀體；將鐵氧體-碳納米管復合材料粉體經造粒成型得到鐵氧體-碳納米管復合材料胚體的過程中，造粒方法包括但不限于人工造粒或者噴霧造粒，成型方法包括但不限于注漿成型、冷等靜壓成型、熱等靜壓成型、干壓成型或者濕壓成型；燒結過程可以采用微波燒結法、放電等離子體燒結、熱壓燒結或者傳統的電爐加熱燒結方法。當采用微波燒結法時，具體過程為將經造粒成型得到的鐵氧體-碳納米管復合材料胚體裝入由透波材料制成的匣缽內，然后將匣缽放入專業微波爐內，在惰性氣氛下，通過調整微波功率，控制升溫速率，加熱升溫至燒結溫度，最后冷卻至室溫，得到鐵氧
5體-碳納米管復合塊體材料。其中，上述采用微波燒結法燒結鐵氧體-碳納米管復合材料胚體的過程中專業微波爐可以選自網帶式微波爐/窯、推板式微波爐/窯、輥道式微波爐/窯、 梭式微波爐/窯、箱式微波爐/窯及鐘罩式微波爐/窯中的一種，專業微波爐的微波頻率一般為 300MHz 300GHz，優選的頻率為 2. 45GHz、5. 8GHz、0. 915GHz 或 24. 15GHz ；匣缽由透波性能較好的材料制成，優選由A1A、BN、莫來石等材料中的一種或幾種的復合材料制成；專業微波爐的爐腔內惰性氣氛的創建一般是將裝有鐵氧體-碳納米管復合材料胚體的匣缽放入專業微波爐中后，首先對專業微波爐抽真空處理，然后通入惰性氣體至常壓或者較高壓強，惰性氣體包括但不限于氮氣(N2)、氬氣(Ar)、氦氣(He)等氣體中的一種或幾種的混合氣體。向專業微波爐的爐腔內通入惰性氣體的流速為0 lOL/min，優選流速為 0. 01L/min 0. 5L/min ；為了改善鐵氧體-碳納米管復合材料的性能，加熱升溫至燒結溫度后優選進行保溫處理，保溫時間優選為0. 1 100h，進一步優選為0. 1 IOh ；為了降低燒結溫度，提高材料的性能，可在原料中加入各種助溶劑，助溶劑包括但不限于Si02、V2O5, Bi203、CuO, BiN03> CuNO3等中的一種或者幾種的混合；冷卻過程采用隨爐冷卻至室溫，或者采用通過調整微波功率以一定的降溫速率冷卻至室溫；升溫速率優選為5°C /min 200°C /min,進一步優選為5°C /min 50°C /min。燒結溫度一般為600°C 1800°C，進一步優選為750°C 1300°C ；當鐵氧體-碳納米管復合材料中鐵氧體的化學式為MeFhO4，其中Me為Ni、Mn、Zn、 Cu、C0、i^、Li、Mg、Cr、Ca、Ba元素中的一種或兩種以上元素的組合時，制備鐵氧體-碳納米管復合塊體材料時燒結溫度為800 1100°C，與傳統方法相比，燒結溫度降低50 200°C;當鐵氧體-碳納米管復合材料中鐵氧體的化學式為AFe12O19，其中A為Ba、Co、Ni、 Mn、Zn、Cu、Fe、Li、Mg、Cr、Ca元素中的一種或兩種以上元素的組合時，制備鐵氧體-碳納米管復合塊體材料時燒結溫度為900 1200°C，與傳統方法相比，燒結溫度降低50 300°C;當鐵氧體-碳納米管復合材料中鐵氧體的化學式為R3Fe5O12，其中R為Y、Sm、Eu、 Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等稀土元素中的一種或兩種以上元素的組合時，制備鐵氧體-碳納米管復合塊體材料時燒結溫度為1000 1400°C，與傳統方法相比，燒結溫度降低 50 300"C。本發明是鐵氧體-碳納米管復合材料的用途發明，發明人發現鐵氧體-碳納米管復合材料在低溫下仍然能夠保持良好的電導率，尤其是當鐵氧體-碳納米管復合材料中， 碳納米管占鐵氧體質量百分比為0. 20%時，溫度低于沈01(，其電導率仍然能夠保持在0. 0001 1000S/m，甚至溫度降低至70K 100K，其電導率仍然能夠達到0. 0001 0. IS/ m，因此該鐵氧體-碳納米管復合材料的低溫導電特性能夠使其在低溫下作為吸波材料應用，從而解決了實際生產生活中在低溫度環境下吸波材料不能正常發揮作用的問題。
圖1是本發明實施例1與實施例2中鐵氧體-碳納米管復合材料的變溫電導率圖。
具體實施例方式以下結合附圖與實施例對本發明的具體實施方式
作進一步說明，需要指出的是， 以下所述實施例旨在便于對本發明的理解，而對其不起任何限定作用。對比實施例1 本實施例是下述實施例1的對比實施例。本實施例中的樣品為純鐵氧體材料樣品a，其化學表示式為Nia5SiaPe2O4，對該樣品a進行導電性能測量分析，得到圖1所示的變溫電導率圖，從圖中可以看出純Nia5Zna5Fii2O4樣品a的室溫電導率約為4. 5X 10_6S/m，隨溫度下降，電導率急劇降低，當溫度低于時，純Nia5Zna5Fii2O4樣品電阻大于IO6 Ω，表現為絕緣體性質。實施例1 本實施例中的樣品為鐵氧體-碳納米管復合材料樣品b，并且碳納米管占鐵氧體的質量百分含量為0. 5%，其化學表示式為0. 5% CNTs-Nia5Zna5Fe2CV該鐵氧體_碳納米管復合材料樣品b的具體制備方法如下(1)稱取0. 6g多壁碳納米管和200ml濃硝酸混合，在160°C的油浴中回流7h，制備改性的碳納米管，然后將改性的碳納米管溶于木質素磺酸鈉的過飽和溶液中，超聲破碎 50min，制得分散均勻的碳納米管溶液；(2)在室溫下按Ni2+ Zn2+ Fe3+的摩爾比為 0.5 0. 5 2 稱取Ni (NO3)2 ·6Η20、 Zn(NO3)2 ·6Η20和Fe(NO3)3 ·9Η20，加入蒸餾水以及(1)中配置好的碳納米管溶液，得到混合溶液，其中 CNTs Nia5Zna5Fii2O4 的質量比為 0.5 100 ；(3)按一定配比，配置一定量的氫氧化鈉溶液，將O)中配置好的混合溶液以0. 5L/h的流速滴入該氫氧化鈉溶液中，滴定完成后調節混合溶液pH為10. 5，并以 IOOOrpm的轉速攪拌，反應60min ；反應完成后將所得漿料倒入IOOml水熱反應釜中，在溫度為190°C下反應2h，之后自然冷卻，用去離子水洗滌3次，接著在90°C烘干，得到0. 5% CNTs-Nia5Zna5Fe2O4粉體；然后將該粉體經造粒成型，得到所需器件胚體；(4)將(3)中得到的胚體放入專業微波爐內燒結，燒結氣氛為純氮氣，常壓下以15°C /min的升溫速率升溫至1000°C，然后保溫40min，之后隨爐冷卻，即得到0.5% CNTs-Ni0.5Zn0.5Fe204 塊體材料。對上述制備得到的0. 5% CNTs-Nia5Zna5Fe2O4塊體材料的樣品進行導電性能測量分析，得到圖1所示的變溫電導率圖，從圖中可以看出與純Nia5Zna5Fii2O4 樣品 a 相比，0. 5% CNTs-Ni0.5Zn0.5Fe204 復合材料樣品 b 的室溫電導率提高了近7個數量級，達到0. 37S/m ；隨著溫度降低，電導率雖然有所下降，但是在 260K以下的低溫下樣品電導率仍然保持在0. 0001 lOOS/m ；甚至當溫度降低至80K，其電導率能夠達到約為10_4數量級范圍，具有一定的導電性能。因此，由于上述0. 5% CNTs-Ni0.5Zn0.5Fe204復合材料樣品b具有低溫導電性能，該 0. 5% CNTs-Nia5Zna5Fe2O4復合材料作為吸波材料可應用于以下在低溫環境下使用的器件中(1)基于ERL的FEL光源中，滿足該類加速器對高階模抑制器用吸波材料的低溫要求；(2)能夠應用在深海潛艇用雷達屏蔽器件中，滿足當潛艇處于深海中低溫環境下，
7雷達屏蔽器件中的吸波材料能夠正常發揮用途；(3)應用在外太空用電磁屏蔽器件中，滿足當外太空用電磁屏蔽器件處于低溫環境下，其中的吸波材料能夠正常發揮用途；應用在其他諸如電子器件，抗電磁干擾器件等中，滿足當該器件處于低溫環境下， 其中的吸波材料能夠正常發揮用途。實施例2 本實施例中的樣品為鐵氧體-碳納米管復合材料樣品C，并且碳納米管占鐵氧體的質量百分含量為1%，其化學表示式為CNTs-Nia5Zna5Fe2CV該鐵氧體-碳納米管復合材料樣品c的具體制備方法如下(1)稱取0. 6g多壁碳納米管和200ml濃硝酸混合，在160°C的油浴中回流7h，制備改性的碳納米管，然后將改性的碳納米管溶于木質素磺酸鈉的過飽和溶液中，超聲破碎 50min，制得分散均勻的碳納米管溶液；(2)在室溫下按Ni2+ Zn2+ Fe3+的摩爾比為 0.5 0. 5 2 稱取Ni (NO3)2 ·6Η20、 Zn(NO3)2 ·6Η20和Fe(NO3)3 ·9Η20，加入蒸餾水以及(1)中配置好的碳納米管溶液，得到混合溶液，其中CNTs Nia5Zna5Fii2O4的質量比為1 100;(3)按一定配比，配置一定量的氫氧化鈉溶液，將O)中配置好的混合溶液以0. 5L/h的流速滴入該氫氧化鈉溶液中，滴定完成后調節混合溶液pH為10. 5，并以 IOOOrpm的轉速攪拌，反應60min ；反應完成后將所得漿料倒入IOOml水熱反應釜中，在溫度為190°C下反應池，之后自然冷卻，用去離子水洗滌3次，接著在90°C烘干，得到 CNTs-Nia5Zna5Fe2O4粉體；然后將該粉體經造粒成型，得到所需器件胚體；(4)將(3)中得到的胚體放入專業微波爐內燒結，燒結氣氛為純氮氣，常壓下以15°C /min的升溫速率升溫至1000°C，然后保溫40min，之后隨爐冷卻，即得到 CNTs-Ni0.5Zn0.5Fe204 塊體材料。對上述制備得到的CNTs-Nia5Zna5Fe2O4塊體材料的樣品進行導電性能測量分析，得到圖1所示的變溫電導率圖，，從圖中可以看出與純Nia5Zna5Fii2O4樣品a相比，1 % CNTs-Ni0.5Zn0.5Fe204復合材料樣品c的室溫電導率提高了近9個數量級，達到140. 3S/m ；隨著溫度降低，電導率雖然有所下降，但是在 260K以下的低溫下樣品電導率仍然保持在0. 0001 lOOS/m，甚至當溫度降低至70K，其電導率能夠達到0. lS/m，具有一定的導電性能。因此，由于上述1 % CNTs-Ni0.5Zn0.5Fe204復合材料樣品c具有低溫導電性能，該1 % CNTs-Nia5Zna5Fe2O4復合材料作為吸波材料可應用于以下在低溫環境下使用的器件中(1)基于ERL的FEL光源中，滿足該類加速器對高階模抑制器用吸波材料的低溫要求；(2)能夠應用在深海潛艇用雷達屏蔽器件中，滿足當潛艇處于深海中低溫環境下， 雷達屏蔽器件中的吸波材料能夠正常發揮用途；(3)應用在外太空用電磁屏蔽器件中，滿足當外太空用電磁屏蔽器件處于低溫環境下，其中的吸波材料能夠正常發揮用途；(4)應用在其他諸如電子器件，抗電磁干擾器件等中，滿足當該器件處于低溫環境下，其中的吸波材料能夠正常發揮用途。
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實施例3 6:與實施例1相同，實施例3 6是CNTs-MeFe2O4材料的制備方法，該方法基本與實施例1相同，所不同的是化學式Mei^e2O4中Me元素、燒結溫度，以及保溫時間不同，具體如下表1所示。表1實施例2 6中CNTs-MeFe2O4的化學表示式及工藝條件
實施例化學表示式燒結溫度保溫時間32% CNTs-ZnFe2O49000. 5420 % CNTs-Ni0.4Zn0.5Cu0.05Co0.05Fe2O4800151 % CNTs-Mn0.5Zn0.5Fe20410000. 560. 5% CNTs-Mn0.4Zn0.5Cu0.05Co0.05Fe2O49001對上述制備得到的CNTs-MeFe2O4塊體材料的樣品進行導電性能測量分析，得到 260K以下的低溫電導率能夠達到0. 0001 100S/m，室溫電導率為0. 1 1000S/m。因此， 上述鐵氧體-碳納米管復合材料能夠作為吸波材料應用在基于ERL的FEL光源中，滿足該類加速器對高階模抑制器用吸波材料的低溫要求；應用在深海潛艇用雷達屏蔽器件中，滿足當深海潛艇處于低溫環境下，雷達屏蔽器件中的吸波材料能夠正常發揮用途；應用在外太空用電磁屏蔽器件中，滿足當外太空用電磁屏蔽器件處于低溫環境下，其中的吸波材料能夠正常發揮用途；或者應用在其他諸如電子器件，抗電磁干擾器件等中，滿足當該器件處于低溫環境下，其中的吸波材料能夠正常發揮用途。實施例7 12 與實施例1基本相同，實施例7 12是CNTs-AFe12O19塊體材料的制備方法，所不同的是化學式AFe12O19及其中A的組合，以及燒結溫度，保溫時間不同，具體如下表2所示。表2實施例7 12合成CNTs-AFe12O19的化學表示式及工藝條件
實施例化學表示式燒結溫度保溫時間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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對上述制備得到的CNTs-AFe12O19塊體材料的樣品進行導電性能測量分析，得到 260K以下的低溫電導率能夠達到0. 0001 100S/m，室溫電導率為0. 1 1000S/m。因此， 上述鐵氧體-碳納米管復合材料能夠作為吸波材料應用在基于ERL的FEL光源中，滿足該類加速器對高階模抑制器用吸波材料的低溫要求；應用在深海潛艇用雷達屏蔽器件中，滿足當深海潛艇處于低溫環境下，雷達屏蔽器件中的吸波材料能夠正常發揮用途；應用在外太空用電磁屏蔽器件中，滿足當外太空用電磁屏蔽器件處于低溫環境下，其中的吸波材料能夠正常發揮用途；或者應用在其他諸如電子器件，抗電磁干擾器件等中，滿足當該器件處于低溫環境下，其中的吸波材料能夠正常發揮用途。實施例13 14 與實施例1基本相同，實施例13 14是CNTs-Rfe5O12塊體材料的制備方法，所不同的是化學式R3Fe55O12及其中R的組合，以及燒結溫度，保溫時間不同，具體如下表3所示。表3實施例13 14合成CNTs-Rfe5O12的化學表示式及工藝條件
權利要求
1.鐵氧體-碳納米管復合材料在低溫下作為吸波材料的應用。
2.根據權利要求1中所述的鐵氧體-碳納米管復合材料在低溫下作為吸波材料的應用，其特征是所述的鐵氧體-碳納米管復合材料中，碳納米管占鐵氧體的質量百分比為 0. 20%。
3.根據權利要求2中所述的鐵氧體-碳納米管復合材料在低溫下作為吸波材料的應用，其特征是所述的鐵氧體-碳納米管復合材料中，碳納米管占鐵氧體的質量百分比為 0. 10%。
4.根據權利要求1、2或3中所述的鐵氧體-碳納米管復合材料在低溫下作為吸波材料的應用，其特征是所述的鐵氧體-碳納米管復合材料在^OK以下溫度范圍內的電導率為 0.0001 1000S/m。
5.根據權利要求4中所述的鐵氧體-碳納米管復合材料在低溫下作為吸波材料的應用，其特征是所述的鐵氧體-碳納米管復合材料在70K 100K溫度范圍內的電導率為 0. 0001 0. lS/m。
6.根據權利要求1、2或3中所述的鐵氧體-碳納米管復合材料在低溫下作為吸波材料的應用，其特征是所述的低溫下的吸波材料是指基于ERL的FEL光源中的高階模抑制器用吸波材料。
7.根據權利要求1、2或3中所述的鐵氧體-碳納米管復合材料在低溫下作為吸波材料的應用，其特征是所述的低溫下的吸波材料是指深海潛艇用雷達屏蔽器件中的吸波材料。
8.根據權利要求1、2或3中所述的鐵氧體-碳納米管復合材料在低溫下作為吸波材料的應用，其特征是所述的低溫下的吸波材料是指外太空用電磁屏蔽器件中的吸波材料。
9.根據權利要求1、2或3中所述的鐵氧體-碳納米管復合材料在低溫下作為吸波材料的應用，其特征是所述的低溫下的吸波材料是指低溫下的抗電磁干擾器件中的吸波材料。
10.根據權利要求1、2或3中所述的鐵氧體-碳納米管復合材料在低溫下作為吸波材料的應用，其特征是可根據實際應用需要將所述的低溫下的吸波材料成型或加工成所需形狀或尺寸，或者將所述的低溫下的吸波材料制成漿料，采用熱噴涂、絲網印刷、流延、涂刷方法制備電磁屏蔽涂層。
全文摘要
本發明公開了一種鐵氧體-碳納米管復合材料的用途，發明人發現鐵氧體-碳納米管復合材料在低溫下仍然能夠保持良好的電導率，尤其當該復合材料中碳納米管占鐵氧體質量百分比為0.1％～20％時，溫度降低至260K以下，甚至達到70K，其電導率仍然能夠達到0.0001～1000S/m，因此利用該低溫導電性能，鐵氧體-碳納米管復合材料能夠在260K以下的低溫下作為吸波材料被應用，例如，在低溫下應用于ERL光源中的高階模抑制器、深海潛艇用雷達屏蔽器件、外太空用電磁屏蔽器件，以及抗電磁干擾器件等，從而解決了實際應用中在低溫環境下吸波材料不能正常發揮作用的問題。
文檔編號H05K9/00GK102391830SQ20111022685
公開日2012年3月28日 申請日期2011年8月9日 優先權日2011年8月9日
發明者周小兵, 胡春峰, 黃慶 申請人:中國科學院寧波材料技術與工程研究所