一种核壳结构吸波剂及其制备方法

本发明涉及一种核壳结构吸波剂及其制备方法，属于吸波涂料和核壳结构吸波剂。

背景技术：

1、随着现代科技的发展，雷达的侦探能力越来越强大，在军事上对飞行器以及其他武器装备的隐身要求越来越高。为提高其在战场的存活几率与隐蔽能力，发展电磁屏蔽涂料显得尤为重要。现有的吸波材料，主要是以铁氧体材料或碳材料作为吸波材料的主体吸收剂，例如申请号为cn202010201317.7，公开号为cn111205743a的中国发明专利，公开了一种以羟基铁/四氧化三铁为主的吸波涂料，采用低熔点玻璃物质烧结包覆吸波材料制备而成。例如，申请号为cn202111553828.6，公开号为cn114181587a的中国发明专利，公开了一种质轻壁薄的吸波涂料，由碳系纳米材料与金属纳米粉体混合而成。虽然技术较为成熟，但是存在着制备过程复杂、成本高等问题，且结构简单，导致对微波的吸收率低、兼容性差、频带窄，现有技术中的吸波涂料的反射损耗在-40db以内，有效吸收带宽大多数在4.0ghz以内，不能满足科技发展对吸波性能的进一步要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种核壳结构吸波剂及其制备方法，解决现有技术中存在的吸波性能较差的问题。

2、为实现以上目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

3、第一方面，本发明提供了一种核壳结构吸波剂，包括核心层和壳层，所述壳层包覆于所述核心层表面形成核壳结构，所述核心层为磁性金属纳米颗粒，所述壳层为碳量子点层。

4、进一步的，所述磁性金属纳米颗粒包括铁、钴、镍和铜。

5、进一步的，所述磁性金属纳米颗粒为直径0.1～2μm的球型颗粒。

6、进一步的，所述碳量子点层的厚度为10～100nm，所述碳量子点层中的碳量子点的晶粒大小为0.1～10nm。

7、第二方面，本发明提供了一种第一方面任一项所述核壳结构吸波剂的制备方法，包括：

8、制备碳量子点溶液；

9、将磁性金属纳米颗粒置于碳量子点溶液中；

10、在加热搅拌过程中，碳量子点在金属颗粒表面沉积包覆，得到核壳结构吸波剂。

11、进一步的，所述制备碳量子点溶液，包括：

12、将无水葡萄糖和氢氧化钠溶于去离子水中，使无水葡萄糖和氢氧化钠的摩尔浓度均为0.5～1mol/l，在35～45℃下进行1～5小时的超声，得到碳量子点溶液。

13、进一步的，所述超声的频率为30～38khz。

14、进一步的，所述加热搅拌为：在55～65℃下加热搅拌1.5～2.5小时，搅拌速率为1200～1400r/min。

15、进一步的，在加热搅拌后还包括清洗和干燥的过程，所述清洗为采用去离子水和无水乙醇各清洗三次，所述干燥为置于50～70℃烘箱中干燥11～13小时。

16、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

17、本发明提供的一种核壳结构吸波剂及其制备方法，通过核壳结构的结构设计和成分设计，因而具有优异的吸波性能，不仅厚度薄、频带宽、吸收强，利用其制成的吸波涂料最高可以达到-69.4db的反射损耗，有效吸收带宽(反射损耗＜-10db)达到8.9ghz，且经过对超声时间的调整，可以方便地调整其涂层厚度与微波吸收特性。同时具有操作方法简单，成本极低的特点，具有极广的应用范围。

技术特征：

1.一种核壳结构吸波剂，其特征在于，包括核心层和壳层，所述壳层包覆于所述核心层表面形成核壳结构，所述核心层为磁性金属纳米颗粒，所述壳层为碳量子点层。

2.根据权利要求1所述的一种核壳结构吸波剂，其特征在于，所述磁性金属纳米颗粒包括铁、钴、镍和铜。

3.根据权利要求1所述的一种核壳结构吸波剂，其特征在于，所述磁性金属纳米颗粒为直径0.1～2μm的球型颗粒。

4.根据权利要求1所述的一种核壳结构吸波剂，其特征在于，所述碳量子点层的厚度为10～100nm，所述碳量子点层中的碳量子点的晶粒大小为0.1～10nm。

5.一种权利要求1～4任一项所述核壳结构吸波剂的制备方法，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的一种核壳结构吸波剂的制备方法，其特征在于，所述制备碳量子点溶液，包括：

7.根据权利要求6所述的一种核壳结构吸波剂的制备方法，其特征在于，所述超声的频率为30-38khz。

8.根据权利要求5所述的一种核壳结构吸波剂的制备方法，其特征在于，所述加热搅拌为：在55～65℃下加热搅拌1.5～2.5小时，搅拌速率为1200～1400r/min。

9.根据权利要求5所述的一种核壳结构吸波剂的制备方法，其特征在于，在加热搅拌后还包括清洗和干燥的过程，所述清洗为采用去离子水和无水乙醇各清洗三次，所述干燥为置于50～70℃烘箱中干燥11～13小时。

技术总结本发明公开了一种核壳结构吸波剂及其制备方法，属于吸波涂料和核壳结构吸波剂技术领域，包括核心层和壳层，所述壳层包覆于所述核心层表面形成核壳结构，所述核心层为磁性金属纳米颗粒，所述壳层为碳量子点层；本发明通过核壳结构的结构设计和成分设计，因而具有优异的吸波性能，不仅厚度薄、频带宽、吸收强，利用其制成的吸波涂料最高可以达到‑69.4dB的反射损耗，有效吸收带宽(反射损耗＜‑10dB)达到8.9GHz，且经过对超声时间的调整，可以方便地调整其涂层厚度与微波吸收特性。同时具有操作方法简单，成本极低的特点，具有极广的应用范围。技术研发人员：邢岩,邵辰炀,杨杰受保护的技术使用者：南京邮电大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18