【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)屬于電磁波吸收材料，具體涉及一種蟬翼生物質(zhì)吸波材料及其制備方法與應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、公開(kāi)該
技術(shù)介紹
部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)的總體背景的理解，而不必然被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已經(jīng)成為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。
2、隨著無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備的廣泛應(yīng)用，給生活和生產(chǎn)帶來(lái)便利的同時(shí)，產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁波污染問(wèn)題，如何有效消除電磁波干擾成為當(dāng)下研究的熱點(diǎn)。吸波材料可以將入射的電磁波能量轉(zhuǎn)化為熱能或其他形式的能量，從而有效消除電磁波能量造成的干擾。但現(xiàn)有的電磁波吸收材料如軟鐵磁性金屬及合金、多相復(fù)合材料、磁性鐵氧體、導(dǎo)電有機(jī)聚合物以及導(dǎo)電陶瓷等存在密度大、質(zhì)量重、廢料易污染環(huán)境等問(wèn)題。因此，輕質(zhì)電磁波吸收材料成為當(dāng)下研究的焦點(diǎn)。
3、現(xiàn)有研究中，中國(guó)專(zhuān)利cn?109626354?a公開(kāi)了一種基于柚子皮的生物炭吸波材料及其制備方法，該吸波材料為經(jīng)過(guò)真空煅燒處理的天然柚子皮與有機(jī)黏合劑及阻燃劑的混合物，在2mm時(shí)的最大反射損耗為-44.5db。中國(guó)專(zhuān)利cn?107722537a公開(kāi)了一種生物基多孔碳吸波復(fù)合材料，以竹炭為生物炭材料，與苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物sbs和聚丙烯pp共混物、四氧化三鐵、二硫化鉬、偶聯(lián)劑和抗氧劑混合而成，最大反射損耗為-38db。但二者均未關(guān)注復(fù)合材料有效吸收帶寬，難以廣泛應(yīng)用于實(shí)際。中國(guó)專(zhuān)利cn?117776593?a公開(kāi)了一種生物質(zhì)基超輕隔熱吸波泡沫的制備方法，該吸波泡沫為惰性氣體氛圍下800℃碳化的玉米芯與生物膠混合攪拌制備，在2.7mm時(shí)的有效吸收帶
4、因此，現(xiàn)有的生物質(zhì)材料均難以兼顧輕質(zhì)量、低密度、寬吸收頻段、強(qiáng)吸收的特性，生物質(zhì)基吸波的性能仍有待提升。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專(zhuān)利技術(shù)旨在克服上述生物質(zhì)碳基吸波劑質(zhì)量重、密度大、吸收強(qiáng)度低、有效帶寬窄、制備條件復(fù)雜的問(wèn)題，提供一種原料成本低，制備工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，目標(biāo)產(chǎn)物密度小，質(zhì)量輕，厚度薄，頻帶寬，強(qiáng)吸收的蟬翼生物質(zhì)吸波材料。本專(zhuān)利技術(shù)制備方法同樣可以應(yīng)用于和蟬翼相似的其它生物質(zhì)碳源材料的應(yīng)用研究，且具有廣闊的應(yīng)用前景。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：
3、本專(zhuān)利技術(shù)的第一個(gè)方面，提供了一種蟬翼生物質(zhì)吸波材料，包括：
4、碳化蟬翼片層；
5、所述碳化蟬翼片層表面負(fù)載有納米柱陣列結(jié)構(gòu)。
6、研究發(fā)現(xiàn)：具有微觀納米柱結(jié)構(gòu)的蟬翼是一種天然的輕質(zhì)生物碳源，其碳化物呈現(xiàn)陣列納米柱結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)電磁波的多重反射和散射，進(jìn)而消耗電磁波，因此可作為潛在的吸波材料。
7、在一些實(shí)施方式中，納米柱結(jié)構(gòu)高度為180～260nm，直徑為70～90nm，間距為150～200nm。
8、在一些實(shí)施方式中，所述碳化蟬翼片層的厚度為1～2μm。
9、在一些實(shí)施方式中，所述蟬翼生物質(zhì)吸波材料的2-3mm，優(yōu)選的，2.50mm。
10、本專(zhuān)利技術(shù)的第二個(gè)方面，提供了一種蟬翼生物質(zhì)吸波材料的制備方法，包括：
11、在惰性氣氛保護(hù)下，將蟬翼碳化，得到碳化蟬翼片層；
12、將所述碳化蟬翼片層研磨，收集黑色粉末，即為蟬翼生物質(zhì)吸波材料。
13、本專(zhuān)利技術(shù)開(kāi)發(fā)了一種新的輕質(zhì)量、低密度、寬吸收頻段、強(qiáng)吸收、制備簡(jiǎn)單的生物質(zhì)碳基吸波材料，對(duì)解決電磁干擾和實(shí)現(xiàn)雷達(dá)隱身效果具有潛在價(jià)值。
14、在一些實(shí)施方式中，所述蟬翼選自黑蟬、寒蟬中的一種或兩種。
15、在一些實(shí)施方式中，對(duì)所述蟬翼進(jìn)行預(yù)處理，包括：將蟬翼進(jìn)行清洗、干燥。
16、在一些實(shí)施方式中，所述碳化的條件包括：碳化溫度為550～750℃，加熱時(shí)間為120min～140min，碳化時(shí)間為1～2h，冷卻時(shí)間為3～5h。
17、在一些實(shí)施方式中，所述升溫速率為3～8℃/min；
18、在一些實(shí)施方式中，所述惰性氣氛為氮?dú)猓?/p>
19、在一些實(shí)施方式中，所述研磨的時(shí)間為10～20min。
20、本專(zhuān)利技術(shù)的第三個(gè)方面，提供了上述的蟬翼生物質(zhì)吸波材料在制備電磁波吸收材料或吸波器件中的應(yīng)用。
21、本專(zhuān)利技術(shù)的有益效果
22、(1)本專(zhuān)利技術(shù)提供的蟬翼生物質(zhì)吸波材料采用簡(jiǎn)單的機(jī)械研磨及一步退火法處理，制備過(guò)程簡(jiǎn)單，而且所制得的吸波材料具有優(yōu)異的微波吸收性能，兼具輕質(zhì)量、低密度、寬吸收頻段、強(qiáng)吸收、制備簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。
23、(2)本專(zhuān)利技術(shù)提供的蟬翼生物質(zhì)吸波材料保留了蟬翼天然的納米柱陣列結(jié)構(gòu)使其具備優(yōu)異電磁波吸收性能的同時(shí)兼具一定的疏水性且耐高溫200℃。
24、(3)本專(zhuān)利技術(shù)提供的蟬翼生物質(zhì)吸波材料通過(guò)改變碳化溫度調(diào)整電磁參數(shù)，進(jìn)一步調(diào)整電磁波吸收性能，本專(zhuān)利技術(shù)提供的650℃碳化的蟬翼生物質(zhì)吸波材料在厚度為2.5mm時(shí)，在14.13ghz有高達(dá)-47.83db的反射損耗，有效吸收帶寬(反射損耗小于-10db)高達(dá)6.14ghz，覆蓋了11.08～17.08ghz。
25、(4)本專(zhuān)利技術(shù)所提供的蟬翼生物質(zhì)吸波材料，其中的生物炭以蟬翼為原料，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下煅燒處理而成，原料易得，制備工藝簡(jiǎn)單。目前，蟬翼主要通過(guò)焚燒或垃圾填埋的方式進(jìn)行處理，這不僅帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境污染，而且造成了資源的浪費(fèi)。而本專(zhuān)利技術(shù)中以蟬翼為原料，經(jīng)過(guò)氮?dú)獗Ｗo(hù)下的煅燒處理制成生物炭吸波材料，可實(shí)現(xiàn)廢物回收利用且制備過(guò)程中未涉及酸堿類(lèi)化學(xué)物質(zhì)的使用，確保實(shí)驗(yàn)過(guò)程的安全性和環(huán)境的可持續(xù)性。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，本專(zhuān)利技術(shù)所提供的基于蟬翼的生物質(zhì)吸波材料具有優(yōu)異的電磁波吸收效果。
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1.一種蟬翼生物質(zhì)吸波材料，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的蟬翼生物質(zhì)吸波材料，其特征在于，納米柱結(jié)構(gòu)高度為180～260nm，直徑為70～90nm，間距為150～200nm。
3.如權(quán)利要求1所述的蟬翼生物質(zhì)吸波材料，其特征在于，所述碳化蟬翼片層的厚度為1～2μm。
4.如權(quán)利要求1所述的蟬翼生物質(zhì)吸波材料，其特征在于，所述蟬翼生物質(zhì)吸波材料的2-3mm，或，2.50mm。
5.一種蟬翼生物質(zhì)吸波材料的制備方法，其特征在于，包括：
6.如權(quán)利要求5所述的蟬翼生物質(zhì)吸波材料的制備方法，其特征在于，所述蟬翼選自黑蟬、寒蟬中的一種或兩種。
7.如權(quán)利要求5所述的蟬翼生物質(zhì)吸波材料的制備方法，其特征在于，對(duì)所述蟬翼進(jìn)行預(yù)處理，包括：將蟬翼進(jìn)行清洗、干燥。
8.如權(quán)利要求5所述的蟬翼生物質(zhì)吸波材料的制備方法，其特征在于，所述碳化的條件包括：碳化溫度為550～750℃，加熱時(shí)間為120min～140min，碳化時(shí)間為1～2h，冷卻時(shí)間為3～5h。
9.如權(quán)利要求5所述的蟬翼生物質(zhì)吸波材
10.權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的蟬翼生物質(zhì)吸波材料在制備電磁波吸收材料或吸波器件中的應(yīng)用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種蟬翼生物質(zhì)吸波材料，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的蟬翼生物質(zhì)吸波材料，其特征在于，納米柱結(jié)構(gòu)高度為180～260nm，直徑為70～90nm，間距為150～200nm。
3.如權(quán)利要求1所述的蟬翼生物質(zhì)吸波材料，其特征在于，所述碳化蟬翼片層的厚度為1～2μm。
4.如權(quán)利要求1所述的蟬翼生物質(zhì)吸波材料，其特征在于，所述蟬翼生物質(zhì)吸波材料的2-3mm，或，2.50mm。
5.一種蟬翼生物質(zhì)吸波材料的制備方法，其特征在于，包括：
6.如權(quán)利要求5所述的蟬翼生物質(zhì)吸波材料的制備方法，其特征在于，所述蟬...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄧冬冬，劉超，鄧永和，歐陽(yáng)俊，聶宇翔，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：湖南工程學(xué)院，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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