本发明涉及碳复合材料领域,具体涉及一种lafeo3/fe/cnts复合材料的制备方法。
背景技术:
1、自1991年被iijma发现以来,碳纳米管(cnt)已成为纳米技术研究领域最重要和不可替代的材料之一。碳纳米管是由碳原子通过化学键连接而成的中空圆柱形长管状结构。碳纳米管具有重量轻、高纵横比、高比表面积、独特的导电性、优异的化学物理稳定性和高机械强度等特点。
2、cnts具有重量轻、介电性能优异、稳定性好、比表面积大等突出优点,被认为是微波吸收领域的最佳候选材料。cnts良好的导电性带来优异的传导损耗,其次碳管中各种界面、缺陷的存在,使得材料中存在大量极化,形成界面极化、缺陷极化。同时也为吸波体在材料内部进行多次反射提供空间,形成传播损耗。
3、然而,cnts 的高导电性大大降低了其阻抗匹配性(z=|zin/z0|),使电磁波无法进入材料内部。因此我们通常将cnts与磁性材料复合以调整阻抗匹配,改善介电损耗和磁损耗。磁性材料可提高磁导率,从而将阻抗匹配优化为1。此外,磁性材料还能增加磁性 cnts基纳米复合材料的异质界面,通过界面极化、界面弛豫和界面散射改善微波吸收性能。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种高性能碳纳米管吸波复合材料,该材料为lafeo3/fe/cnts复合材料,其结构为cnts生长在介孔珊瑚状钙钛矿lafeo3/fe表面的结构。同时,本发明提供了一种制备lafeo3/fe/cnts复合材料的制备方法。该方法首先制备了介孔珊瑚状lafeo3纳米粒子,再利用乙烯为还原剂,将lafeo3作为催化剂,合成一种具有高效吸波性能的复合材料(反铁磁氧化物/金属铁/碳纳米管,lafeo3/fe/cnts)。该材料及其制备方法在以lafeo3为催化剂的同时,并保留了绝大部分lafeo3,同时引入了金属铁,提升材料磁性能。该复合材料依靠lafeo3与还原铁调控碳管表面的阻抗匹配,使大量电磁波进入复合材料内部,并依靠碳管自身的优异的介电损耗性能衰减电磁波。
2、一种高性能碳纳米管吸波复合材料,其特征在于,该复合材料为lafeo3/fe/cnts复合材料,其结构为cnts生长在介孔珊瑚状钙钛矿lafeo3/fe表面的结构。
3、一种高性能碳纳米管吸波复合材料的制备步骤为:
4、1)、lafeo3的准备:在装有40毫升去离子水的烧杯中加入0.02摩尔la(no3)3 和0.02摩尔fe(no3)3-9h2o;超声1小时后,在超声下将0.04摩尔柠檬酸溶解到上述溶液中;溶液在80℃下搅拌约6小时,直至形成粘性溶胶;在200℃煅烧2小时后,将得到的粉末在500℃煅烧2小时,升温速度为10℃/分钟,得到介孔珊瑚状lafeo3纳米粒子;
5、2)、lafeo3/fe/cnts复合材料的制备:将0.3克lafeo3纳米粒子平铺在石英舟底部,然后将石英舟放入管式炉中,在氩气气氛中以10℃/min的速度加热至700℃;将温度稳定在700℃后停止氩气的流动,并以20分钟/升的速度引入c2h4气氛一段时间停止c2h4的流动,然后引入氩气自然冷却至室温得到lafeo3/fe/cnts复合材料。
6、本发明优点:本发明的方法无需通氢气还原,直接利用乙烯为还原剂,通过化学气相沉积法在lafeo3上生长cnts,并在cnts中间包含了具有强磁性的铁原子,且生长的cnts和lafeo3的含量比例可控,在生长cnts的同时保留了大部分lafeo3,进而可以调控复合材料的吸波性能。
1.一种高性能碳纳米管吸波复合材料,其特征在于,该复合材料为lafeo3/fe/cnts复合材料,其结构为cnts生长在介孔珊瑚状钙钛矿lafeo3/fe表面的结构。
2.根据权利要求1所述的一种高性能碳纳米管吸波复合材料,其特征在于该材料的制备步骤为: