超细镍粉吸波剂的制备

日期：2019-02-28 09:36

图3-1 1号吸波材料试样检测结果曲线图3-2 2号吸波材料试样检测结果曲线

1.简介

目前,制备金属超细粉的方法有多种,主要包括物理法,如气体蒸发法;化学法,如还原法、羰基法、电解法等。由于采用化学还原的方法反应过程较快,简便易行,整个反应过程是在低温、常压下进行,所以采用化学还原法,以NiSO4·6H2O为原料,以联氨为还原剂制备金属镍粉。联氨在酸性及碱性条件下均具有较强的还原能力,能将许多金属离子由高价还原为低价离子或金属本身,在碱性条件,联氨的还原能力更强。吸波剂是一种重要的功能材料,它能够在一定频率范围内吸收电磁波,减小或消除电磁波的反射。其中,微波吸波剂对吸波材料的性能有重要的作用。金属超微粒子作为微波吸收材料的吸波剂是很有发展前景的。而碳化硅是制作多波段吸波材料的主要组分,很有应用前景。利用化学还原法制备的超细镍粉并将其与碳化硅混合作为吸波填料,获得了具有较好吸波性能的吸波材料。

2.制备方法

将1mol NiSO4·6H2O和2molNaOH分别配制成溶液,加热到85℃后混合,再将2molN2H4·H2O加入,此时溶液开始剧烈反应,为保证反应均匀地进行,用机械搅拌方式连续快速搅拌直至反应结束为止。将所得的金属粉用蒸馏水洗涤数次,并在丙酮中清洗多次脱水,然后放到真空烘箱中干燥。
3.性能
单独的超细镍粉吸波效果不好,若与碳化硅粉末混合制成复合吸波剂,然后,再采用超声波混合技术使其均匀混入树脂基体中便制得吸波性能优异的吸波隐身材料,常用的超细镍粉为15~85份、碳化硅粉末为85-15份。其效果如表3-2、图3-1所示。超细镍粉与碳化硅以不同比例混合后,具有较好的吸波效果。最大吸收值均大于20dB,即可以吸收大于99%的电磁波。从镍粉与碳化硅各自的作户机理来看,作为金属磁性超细微粉的镍粉,由于比表面积大,颗粒表面原子相x多,可以有效地衰减电磁波;又由于微粒具有磁性,因此与电磁波相互作用增强,可以更有效地衰减电磁波。但同时又不可忽略厚度对吸波性能的贡献,有的试样尽管镍粉含量较高,但由于厚度很薄,仅为0.12mm,因此吸波效果不佳。对于碳化硅,从吸收机理来看,它属于电损耗型吸波材料,与金属磁性超细镍粉混合作为复合涂层材料使用,可以使电损耗和磁损耗作用增强,从而提高材料的吸波性能。今后,若能从材料的复合电磁参数方面加以考虑,一方面减小粉体的粒度;另一方面探讨材料复合比例、电磁参数、材料厚度与吸波性能之间的关系,必定能够获得最佳综合性能的吸波材料。

4.效果

①采用化学还原法能够制备出超细金属镍粉,粒度大小约在0.21m。如果能够对实验条件进行改进,控制镍粉形核量和形核后的长大过程,则会获得粒度更小的镍粉。

②超细镍粉添加到吸波材料当中,与SiC合理配比复合后具有很好的效果,在2~18GHz频段范围内,最大吸收绝对值为29.5dB。

③今后对吸波材料可以从两个方面改进:减小吸波填料中镍粉和碳化硅粉体的粒度大小;选取复合材料电磁参数、最佳配比以及考虑厚度对吸波效果的影响。