CN116406152A - 复合磁性材料以及吸波材料和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合磁性材料以及吸波材料和电子设备，所述复合磁性材料包括：由多孔石墨烯椭球体和硫化锌纳米材料复合构成的复合材料以及包覆于所述复合材料表面的有机绝缘材料，其中，所述复合材料中，多个所述多孔石墨烯椭球体有序排列构成石墨烯群，所述硫化锌纳米材料融合于所述石墨烯群中。本发明通过材料的选择以及结构的调控，使得复合磁性材料具有吸收带宽可调和吸波性能强的优势。因此，可以利用本发明的复合磁性材料制成不同频段的吸波材料，能更好的适配于各类电子设备，不仅能够增强电子设备在5G高速网络下的信号传输质量和功能稳定性，而且不会显著增加电子设备的重量以及不需要额外增加绝缘层。
Description
技术领域
本发明涉及电磁吸波材料技术领域，特别是涉及复合磁性材料以及吸波材料和电子设备。
背景技术
随着电子信息技术的飞速发展，大功率、高速率的电子设备向着高度集成化和小型化方向发展，然而，随着集成化程度提高，体积减小，不可避免的会导致电磁辐射干扰，不但损害人体健康，而且电子设备中的电子元器件对电磁场高度灵敏度，任何微小的电磁干扰都可能导致电子设备发生故障。
为了避免电子设备因电磁辐射发生故障，传统技术的做法是利用磁性材料在电子设备外形成屏蔽外壳，然而，在传统的磁性材料中，难以找到合适的具有固定频段的磁性材料，不易控制电磁参数。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种复合磁性材料以及吸波材料和电子设备；该复合磁性材料的吸收带宽可调，能根据不同的电子设备制备适配频段的吸波材料，且制备的吸波材料具有吸波性能强、质轻以及电绝缘性的优势。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种复合磁性材料，包括：由多孔石墨烯椭球体和硫化锌纳米材料复合构成的复合材料以及包覆于所述复合材料表面的有机绝缘材料，其中，所述复合材料中，多个所述多孔石墨烯椭球体有序排列构成石墨烯群，所述硫化锌纳米材料融合于所述石墨烯群中。
在其中一个实施例中，所述石墨烯群中，所述多孔石墨烯椭球体呈三维阵列排布。
在其中一个实施例中，所述多孔石墨烯椭球体的赤道半径为100nm-120nm，极半径为200nm-250nm。
在其中一个实施例中，所述多孔石墨烯椭球体的孔径为14nm-25nm。
在其中一个实施例中，所述硫化锌纳米材料的粒径与所述多孔石墨烯椭球体的孔径的比值为1:8-1:12。
在其中一个实施例中，所述复合磁性材料中，所述硫化锌纳米材料与所述石墨烯群的质量比为1:3-1:5。
在其中一个实施例中，所述有机绝缘材料选自嵌段聚合物。
在其中一个实施例中，所述复合磁性材料中还包括有功能纳米材料，所述功能纳米材料融合于所述石墨烯群中，其中，所述功能纳米材料选自过渡金属化合物纳米材料和/或多孔碳化硅纳米材料。
在其中一个实施例中，所述过渡金属化合物纳米材料选自硬磁铁氧体纳米材料、银纳米材料、铁铬钴合金纳米材料、铂钴合金纳米材料或铁镍合金纳米材料中的至少一种。
在其中一个实施例中，当所述过渡金属化合物纳米材料选自硬磁铁氧体纳米材料时，所述硬磁铁氧体纳米材料的粒径为6nm-8nm，所述硬磁铁氧体纳米材料与所述石墨烯群的质量比为1:4-1:8；
或者，当所述过渡金属化合物纳米材料选自银纳米材料时，所述银纳米材料的粒径为5nm-7nm，所述银纳米材料与所述石墨烯群的质量比为1:3-1:5；
或者，当所述过渡金属化合物纳米材料选自铁铬钴合金纳米材料，所述铁铬钴合金纳米材料的粒径8nm-10nm，所述铁铬钴合金纳米材料与所述石墨烯群的质量比为1:4-1:7；
或者，当所述过渡金属化合物纳米材料选自铂钴合金纳米材料时，所述铂钴合金纳米材料的粒径为10nm-12nm，所述铂钴合金纳米材料与所述石墨烯群的质量比为1:3-1:7；
或者，当所述过渡金属化合物纳米材料选自铁镍合金纳米材料时，所述铁镍合金纳米材料的粒径为12nm-13nm，所述铁镍合金纳米材料与所述石墨烯群的质量比为1:3-1:7；
或者，所述多孔碳化硅纳米材料的粒径为13nm-15nm，且小于所述多孔石墨烯椭球体的孔径，所述多孔碳化硅纳米材料与所述石墨烯群的质量比为1:4-1:8。
本发明还提供一种利用所述复合磁性材料制成的吸波材料。
本发明还提供一种所述的吸波材料在电子设备中的应用。
本发明通过材料的选择以及结构的调控，使得复合磁性材料具有吸收带宽可调和吸波性能强的优势，另外，由于使用的材料密度小且进行绝缘处理，使得复合磁性材料还具有质轻以及电绝缘性的优势。
因此，可以利用本发明的复合磁性材料制成不同频段的吸波材料，能更好的适配于各类电子设备，不仅能够增强电子设备在5G高速网络下的信号传输质量和功能稳定性，而且不会显著增加电子设备的重量以及不需要额外增加绝缘层。
附图说明
图1为实施例1制得的石墨烯群的高倍扫描电镜图；
图2为实施例1制得的复合磁性材料的高倍扫描电镜图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更详细的描述。但是，应当理解，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式或实施例。相反地，提供这些实施方式或实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式或实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”的可选范围包括两个或两个以上相关所列项目中任一个，也包括相关所列项目的任意的和所有的组合，所述任意的和所有的组合包括任意的两个相关所列项目、任意的更多个相关所列项目、或者全部相关所列项目的组合。
本发明提供的复合磁性材料，包括由多孔石墨烯椭球体和硫化锌(ZnS)纳米材料复合构成的复合材料以及包覆于所述复合材料表面的有机绝缘材料，其中，所述复合材料中，多个所述多孔石墨烯椭球体有序排列构成石墨烯群，所述硫化锌纳米材料融合于所述石墨烯群中。具体的，所述硫化锌纳米材料融合于所述石墨烯群的方式包括：至少部分多孔石墨烯椭球体的表面附着有硫化锌纳米材料，且石墨烯群的至少部分间隙填充有硫化锌纳米材料；进一步的，当硫化锌纳米材料的粒径小于多孔石墨烯椭球体的孔径时，所述硫化锌纳米材料融合于所述石墨烯群的方式还包括至少部分多孔石墨烯椭球体的孔道内包含有硫化锌纳米材料，当然，具体的融合方式并不会对吸波性能产生实质性影响。
不同的结构类型和不同的材料具有不同的电磁波转化能力不同。本发明中，在材料方面，采用石墨烯和硫化锌进行配合，在结构方面，石墨烯粒子通过酚醛树脂等粘结剂粘结构成多孔石墨烯椭球体，且多孔石墨烯椭球体有序排列构成石墨烯群，而硫化锌纳米材料以多种方式融合于石墨烯群中，从而，能够使电磁波更快、更高效的转化为热能，且石墨烯具有优异的导热性能，能实现热能的快速传递，进而，使得复合磁性材料在较宽频段均具有优异的吸波性能。具体的，复合磁性材料的吸波带宽覆盖20MHz-1200MHz，插入损耗达到25dB左右。
另外，由于石墨烯和硫化锌的密度小，并将复合材料采用有机绝缘材料进行绝缘处理，使得复合磁性材料还具有质轻以及电绝缘性的优势。同时，采用有机绝缘材料进行包覆，还能够使复合材料的结合更加稳定。
复合磁性材料中，有机绝缘材料可以部分包覆于复合材料表面，也可以完成包覆复合材料，优选有机绝缘材料完全包覆复合材料，其中，有机绝缘材料优选为嵌段聚合物，如环氧乙烷和环氧丙烷嵌段共聚醚。
为了进一步优化复合磁性材料的吸波性能，可以进一步优化复合磁性材料的结构。
在一实施例中，多个所述多孔石墨烯椭球体有序排列构成石墨烯群时，所述多孔石墨烯椭球体呈三维阵列排布。
在一实施例中，所述多孔石墨烯椭球体的赤道半径为100nm-120nm，极半径为200nm-250nm。
在一实施例中，多孔石墨烯椭球体的孔径为14nm-25nm，所述硫化锌纳米材料的粒径与所述多孔石墨烯椭球体的孔径的比值为1:8-1:12。
为了进一步优化复合磁性材料的吸波性能，还可以进一步优化复合磁性材料中多孔石墨烯椭球体和硫化锌纳米材料的质量比。在一实施例中，复合磁性材料中所述硫化锌纳米材料与所述石墨烯群的质量比为1:3-1:5。
本发明复合磁性材料另一重要效果是，可以通过进一步复合功能纳米材料，提高其在某一特定频段的吸波性能，从而能够适配不同的电子设备。可选的，所述功能纳米材料选自过渡金属化合物纳米材料和/或多孔碳化硅纳米材料，所述功能纳米材料融合于所述石墨烯群中。具体的，所述功能纳米材料融合于所述石墨烯群中的方式包括：至少部分多孔石墨烯椭球体的表面附着有功能纳米材料，且石墨烯群的至少部分间隙填充有功能纳米材料；进一步的，所述功能纳米材料的粒径小于多孔石墨烯椭球体的孔径，所述功能纳米材料融合于所述石墨烯群中的方式还包括至少部分多孔石墨烯椭球体的孔道内含有功能纳米材料。
可选的，所述过渡金属化合物纳米材料选自硬磁铁氧体纳米材料、银纳米材料、铁铬钴合金纳米材料、铂钴合金纳米材料或铁镍合金纳米材料中的至少一种。
在一实施例中，当过渡金属化合物纳米材料选自硬磁铁氧体纳米材料时，复合磁性材料的吸收带宽转变为13MHz-20MHz，最高磁导率达到130H/m以上，尤其是在13.56MHz频段电磁波的最高磁导率达到180H/m左右。
从而将该复合磁性材料制成吸波材料，并进一步应用于电子设备时，尤其是刷卡设备时，能够提高刷卡设备在13.56MHz的定频聚磁功能，改善刷卡设备的刷卡性能，同时提升刷卡的距离，并且不再将13.56MHz频段进行滤除，防止13.56MHz的一次、二次谐波发射，对周围环境产生电磁干扰；另外，吸波材料具备柔性、安装方便等优势，易于加工制作，丰富了使用场景。
为了进一步提高复合磁性材料在13.56MHz频段电磁波的磁导率，在一实施例中，硬磁铁氧体纳米材料的粒径优选为6nm-8nm，所述硬磁铁氧体纳米材料与所述石墨烯群的质量比为1:4-1:8。
在一实施例中，当过渡金属化合物纳米材料选自银纳米材料时，复合磁性材料的吸收带宽转变为2.2GHz-3.1GHz频段，插入损耗提高至40dB左右。
从而将该复合磁性材料制成吸波材料，并进一步应用于电子设备时，尤其是WIFI或蓝牙等带有高速信号模组的设备时，能够吸收WIFI无线信号在2.2GHz-3.1GHz频段内的电磁波骚扰，进而提升电子设备整体的电磁兼容性能，提升电子设备的稳定性，可靠性。
为了使复合磁性材料在2.2GHz-3.1GHz频段内具有更优异的吸波性能，在一实施例中，银纳米材料的粒径优选为5nm-7nm，所述银纳米材料与所述石墨烯群的质量比为1:3-1:5，银纳米材料优选自球形纳米银。
在一实施例中，当过渡金属化合物纳米材料选自铁铬钴合金纳米材料时，复合磁性材料的吸收带宽转变为5GHz-6.4GHz频段，插入损耗提高至40dB左右，尤其是在5.8GHz频段电磁波的插入损耗达到45dB左右。
从而将该复合磁性材料制成吸波材料，并进一步应用于电子设备时，尤其是电路板等高速无线电子设备时，复合磁性材料能够很好的吸收5.8GHz频段的电磁波，防止5.8GHz频段的电磁波影响电子设备中其他模块的正常工作，进而，提升电子设备的电磁兼容稳定性。
为了使复合磁性材料在5GHz-6.4GHz频段内具有更优异的吸波性能，在一实施例中，铁铬钴合金纳米材料的粒径为8nm-10nm，所述铁铬钴合金纳米材料与所述石墨烯群的质量比为1:4-1:7。
在一实施例中，当过渡金属化合物纳米材料选自铂钴合金纳米材料时，复合磁性材料的吸收带宽转变为10GHz-27GHz频段，插入损耗提高至40db左右。
从而将该复合磁性材料制成吸波材料，并进一步应用于电子设备时，尤其是天线等电子设备时，复合磁性材料能够很好的吸收10GHz-27GHz频段的电磁波，能够解决辐射杂散问题，减少电子设备受辐射杂散的影响，进而提升电子设备的抗干扰能力。
为了使复合磁性材料在10GHz-27GHz频段内具有更优异的吸波性能，在一实施例中，铂钴合金纳米材料的粒径为10nm-12nm，所述铂钴合金纳米材料与所述石墨烯群的质量比为1:3-1:7。
在一实施例中，当过渡金属化合物纳米材料选自铁镍合金纳米材料时，复合磁性材料的吸收带宽转变为40GHz-60GHz频段，插入损耗提高至40dB左右。
从而将该复合磁性材料制成吸波材料，并进一步应用于电子设备时，复合磁性材料能够很好的吸收40GHz-60GHz雷达波，提升电子设备抗雷达波干扰性能的电磁兼容性，例如屏蔽汽车电子产生的雷达波干扰，提升汽车电子与外围电子设备的电磁兼容性。
为了使复合磁性材料在40GHz-60GHz频段内具有更优异的吸波性能，在一实施例中，铁镍合金纳米材料的粒径为12nm-14nm，所述铁镍合金纳米材料与所述石墨烯群的质量比为1:3-1:7。
在一实施例中，当复合磁性材料中还包括有多孔碳化硅纳米材料时，复合磁性材料的吸收带宽转变为70GHz-85GHz频段，插入损耗提高至45db，尤其是在77GHz频段电磁波的插入损耗达到50dB左右。
从而将该复合磁性材料制成吸波材料，并进一步应用于电子设备，复合磁性材料能够很好的吸收70GHz-85GHz频段的毫米雷达波，改善搭载毫米波电子设备的问题，屏蔽电子设备产生的毫米波干扰，提升电子设备与外围电子设备的电磁兼容性。
为了使复合磁性材料在70GHz-85GHz频段内具有更优异的吸波性能，在一实施例中，多孔碳化硅纳米材料的粒径为13nm-15nm，且小于所述多孔石墨烯椭球体的孔径，所述多孔碳化硅纳米材料与所述石墨烯群的质量比为1:4-1:8。
本发明对复合磁性材料的制备方法不作限制，可以采用任意制备方法获得，只要结构和材料等方面满足本发明上述条件即可达到所需要的效果。
可选的，本发明还提供所述复合磁性材料的制备方法，包括以下步骤：
S10，采用胶体晶体模板法制备得到石墨烯群；
S20，将所述石墨烯群与硫化锌纳米材料混合，然后加入有机绝缘材料，加热至粘稠状后冷却得到复合磁性材料。
步骤S10的具体步骤包括：将石墨烯与水配制成第一配制物，然后将第一配制物与粘结剂混合成第二配制物，再将第二配制物加入胶体晶体模板中并在惰性气氛下进行加热，然后在还原性气氛下进行冷却，得到石墨烯群。
其中，石墨烯与水的质量比为1:2-1:4，石墨烯与粘结剂的质量比为10:1-10:3，粘结剂优选自树脂类粘结剂，如酚醛树脂等，石墨烯与胶体晶体的质量比6:1-12:1，胶体晶体模板选自聚甲基乙烯酸乙酯胶体晶体模板，加热温度优选为180℃-220℃，时间优选为20h-28h，惰性气氛选自氮气、氩气等，还原性气氛选自一氧化碳、氢气等。
为了进一步提高石墨烯的稳定性，还可以在第一配制物中加入带有还原性质的催化剂，如SnCl2、FeCl2等，石墨烯与还原性催化剂的质量比为1:1-2:1，然后在惰性气体中进行加热和在还原性气氛下冷却后得到更加稳定的第一配制物，其中加热温度优选为220℃-280℃，时间优选为4h-8h。
步骤S20中，当所述复合磁性材料中还包括有功能纳米材料时，先将所述石墨烯群与硫化锌纳米材料、功能纳米材料混合，然后加入有机绝缘材料。
本发明提供的制备方法实现了吸收带宽可调、吸波性能强以及质轻的复合磁性材料的简单制备。
本发明还提供一种利用所述复合磁性材料制成的吸波材料，如，吸波橡胶垫片、吸波导电泡棉、吸波玻璃、吸波护套等。
由于本发明的复合磁性材料具有吸收带宽可调、吸波性能强、质轻以及电绝缘性的优势，因此，利用本发明的复合磁性材料可以制备得到不同特有频段的吸波材料，且吸波材料具有吸波性能强、质轻以及电绝缘性的优势。
本发明还提供一种所述的吸波材料在电子设备中的应用，如，在刷卡设备、WIFI或蓝牙等带有高速信号的模组、天线、电路板、汽车电子设备等，可以根据不同电子设备的特性选择适配频段的吸波材料，从而，不仅能够增强电子设备在5G高速网络下的信号传输质量和功能稳定性，而且不会显著增加电子设备的重量以及不需要额外增加绝缘层。
以下，将通过以下具体实施例对复合磁性材料以及吸波材料和电子设备做进一步的说明。
实施例1
将石墨烯粉末以1:3的质量比加入到水中进行混合，然后加入SnCl2，SnCl2与石墨烯粉末的质量比为1:1，并将混合物置于氩气的氛围中，在250℃条件下进行加热6h，然后在CO的环境中进行冷却，得到第一配制物。
将第一配制物以及酚醛树脂混合，得到第二配制物，其中，石墨烯粉末与酚醛树脂的质量比为10:2。
将第二配制物加入到聚甲基乙烯酸乙酯胶体晶体中，石墨烯与聚甲基乙烯酸乙酯胶体晶体的质量比为8:1，然后置于氩气的氛围中，在200℃的温度下加热24h，然后在一氧化碳的环境下进行冷却，得到如图1所示的石墨烯群，该石墨烯群由多孔石墨烯椭球体呈三维阵列排布而成，其中，多孔石墨烯椭球体的赤道半径为100nm，极半径为210nm，孔径为18nm。
将石墨烯群与粒径为1.8nm硫化锌纳米材料按照4:1的质量比加入到水中，搅拌混合，然后加入环氧乙烷和环氧丙烷嵌段共聚醚，并置于氩气的氛围中，在150℃加热至粘稠状，然后冷却，得到如图2所示的复合磁性材料。
实施例2
实施例2参照实施例1进行，不同之处在于，石墨烯群和硫化锌纳米材料的质量比为5:1。
实施例3
实施例3参照实施例1进行，不同之处在于，石墨烯群和硫化锌纳米材料的质量比为3:1。
实施例4
实施例4参照实施例1进行，不同之处在于，第二配制物加入到聚甲基乙烯酸乙酯胶体晶体后在180℃的温度下加热24h，孔碳棒的赤道半径为100nm，极半径为200nm，孔道的孔径为14nm；另外，硫化锌纳米材料的粒径为1.7nm。
实施例5
实施例5参照实施例1进行，不同之处在于，第二配制物加入到聚甲基乙烯酸乙酯胶体晶体后在220℃的温度下加热22h，孔碳棒的赤道半径为110nm，极半径为210nm，孔道的孔径为17nm；另外，硫化锌纳米材料的粒径为1.7nm。
实施例6
实施例6参照实施例1进行，不同之处在于，第二配制物加入到聚甲基乙烯酸乙酯胶体晶体后在220℃的温度下加热24h，孔碳棒的赤道半径为120nm，极半径为220nm，孔道的孔径为22nm；另外，硫化锌纳米材料的粒径为2nm。
对比例1
对比例1参照实施例1进行，不同之处在于，第二配制物加入到聚甲基乙烯酸乙酯胶体晶体后在150℃的温度下加热24h，得到球状石墨烯三维排列的石墨烯群。
对比例2
对比例2参照实施例1进行，不同之处在于，第二配制物加入到聚甲基乙烯酸乙酯胶体晶体后在190℃的温度下加热18h，得到棒状石墨烯三维排列的石墨烯群。
对比例3
对比例3参照实施例1进行，不同之处在于，采用碳纳米管代替石墨烯，得到多孔碳纳米管椭球体三维排列成的碳纳米管群。
测试例1
测试实施例1-6和对比例1-3获得的复合磁性材料的吸波性能，测试方法如下所示，测试结果如表1所示。
吸波性能：参考《GB/T32596》，测试吸收带宽以及插入损耗。
表1
实施例7
实施例7参照实施例1进行，不同之处在于，将石墨烯群与硫化锌纳米材料加入到水中的步骤中，还加入了硬磁铁氧体纳米材料，硬磁铁氧体纳米材料的粒径为6nm，石墨烯群与硬磁铁氧体纳米材料的质量比为5:1。
实施例8
实施例8参照实施例7进行，不同之处在于，硬磁铁氧体纳米材料的粒径为7nm。
实施例9
实施例9参照实施例7进行，不同之处在于，硬磁铁氧体纳米材料的粒径为8nm。
实施例10
实施例10参照实施例7进行，不同之处在于，石墨烯群与硬磁铁氧体纳米材料的质量比为8:1。
实施例11
实施例11参照实施例7进行，不同之处在于，石墨烯群与硬磁铁氧体纳米材料的质量比为6:1。
实施例12
实施例12参照实施例7进行，不同之处在于，石墨烯群与硬磁铁氧体纳米材料的质量比为4:1。
对比例4
对比例4参照对比例1进行，不同之处在于，将石墨烯群与硫化锌纳米材料加入到水中的步骤中，还加入了硬磁铁氧体纳米材料，硬磁铁氧体纳米材料的粒径为6nm，石墨烯群与硬磁铁氧体纳米材料的质量比为5:1。
对比例5
对比例5参照对比例2进行，不同之处在于，将石墨烯群与硫化锌纳米材料加入到水中的步骤中，还加入了硬磁铁氧体纳米材料，硬磁铁氧体纳米材料的粒径为6nm，石墨烯群与硬磁铁氧体纳米材料的质量比为5:1。
对比例6
对比例6参照对比例3进行，不同之处在于，将碳纳米管群与硫化锌纳米材料加入到水中的步骤中，还加入了硬磁铁氧体纳米材料，硬磁铁氧体纳米材料的粒径为6nm，石墨烯群与硬磁铁氧体纳米材料的质量比为5:1。
测试例2
参照测试例1测试实施例7-12和对比例4-6获得的复合磁性材料的吸波性能，测试结果如表2所示。
表2
实施例13
实施例13参照实施例1进行，不同之处在于，将石墨烯群与硫化锌纳米材料加入到水中的步骤中，还加入了球形纳米银，球形纳米银的粒径为5nm，石墨烯群与球形纳米银的质量比为4:1。
实施例14
实施例14参照实施例13进行，不同之处在于，球形纳米银的粒径为6nm。
实施例15
实施例15参照实施例13进行，不同之处在于，球形纳米银的粒径为7nm。
实施例16
实施例16参照实施例13进行，不同之处在于，石墨烯群与球形纳米银的质量比为5:1。
实施例17
实施例17参照实施例13进行，不同之处在于，石墨烯群与球形纳米银的质量比为3:1。
对比例7
对比例7参照对比例1进行，不同之处在于，将石墨烯群与硫化锌纳米材料加入到水中的步骤中，还加入了球形纳米银，球形纳米银的粒径为5nm，石墨烯群与球形纳米银的质量比为4:1。
对比例8
对比例8参照对比例2进行，不同之处在于，将石墨烯群与硫化锌纳米材料加入到水中的步骤中，还加入了球形纳米银，球形纳米银的粒径为5nm，石墨烯群与球形纳米银的质量比为4:1。
对比例9
对比例9参照对比例3进行，不同之处在于，将碳纳米管群与硫化锌纳米材料加入到水中的步骤中，还加入了球形纳米银，球形纳米银的粒径为5nm，石墨烯群与球形纳米银的质量比为4:1。
测试例3
参照测试例1测试实施例13-17和对比例7-9获得的复合磁性材料的吸波性能，测试结果如表3所示。
表3
实施例18
实施例18参照实施例1进行，不同之处在于，将石墨烯群与硫化锌纳米材料加入到水中的步骤中，还加入了铁铬钴合金纳米材料，铁铬钴合金纳米材料的粒径为8nm，石墨烯群与铁铬钴合金纳米材料的质量比为5:1。
实施例19
实施例19参照实施例18进行，不同之处在于，铁铬钴合金纳米材料的粒径为9nm。
实施例20
实施例20参照实施例18进行，不同之处在于，铁铬钴合金纳米材料的粒径为10nm。
实施例21
实施例21参照实施例18进行，不同之处在于，石墨烯群与铁铬钴合金纳米材料的质量比为7:1。
实施例22
实施例22参照实施例18进行，不同之处在于，石墨烯群与铁铬钴合金纳米材料的质量比为4:1。
对比例10
对比例10参照对比例1进行，不同之处在于，将石墨烯群与硫化锌纳米材料加入到水中的步骤中，还加入了铁铬钴合金纳米材料，铁铬钴合金纳米材料的粒径为8nm，石墨烯群与铁铬钴合金纳米材料的质量比为5:1。
对比例11
对比例11参照对比例2进行，不同之处在于，将石墨烯群与硫化锌纳米材料加入到水中的步骤中，还加入了铁铬钴合金纳米材料，铁铬钴合金纳米材料的粒径为8nm，石墨烯群与铁铬钴合金纳米材料的质量比为5:1。
对比例12
对比例12参照对比例3进行，不同之处在于，将碳纳米管群与硫化锌纳米材料加入到水中的步骤中，还加入了铁铬钴合金纳米材料，铁铬钴合金纳米材料的粒径为8nm，石墨烯群与铁铬钴合金纳米材料的质量比为5:1。
测试例4
参照测试例1测试实施例18-22和对比例10-12获得的复合磁性材料的吸波性能，测试结果如表4所示。
表4
实施例23
实施例23参照实施例1进行，不同之处在于，将石墨烯群与硫化锌纳米材料加入到水中的步骤中，还加入了铂钴合金纳米材料，铂钴合金纳米材料的粒径为10nm，石墨烯群与铂钴合金纳米材料的质量比为5:1。
实施例24
实施例24参照实施例23进行，不同之处在于，铂钴合金纳米材料的粒径为11nm。
实施例25
实施例25参照实施例23进行，不同之处在于，铂钴合金纳米材料的粒径为12nm。
实施例26
实施例26参照实施例23进行，不同之处在于，石墨烯群与铂钴合金纳米材料的质量比为7:1。
实施例27
实施例27参照实施例23进行，不同之处在于，石墨烯群与铂钴合金纳米材料的质量比为4:1。
对比例13
对比例13参照对比例1进行，不同之处在于，将石墨烯群与硫化锌纳米材料加入到水中的步骤中，还加入了铂钴合金纳米材料，铂钴合金纳米材料的粒径为10nm，石墨烯群与铂钴合金纳米材料的质量比为5:1。
对比例14
对比例14参照对比例2进行，不同之处在于，将石墨烯群与硫化锌纳米材料加入到水中的步骤中，还加入了铂钴合金纳米材料，铂钴合金纳米材料的粒径为10nm，石墨烯群与铂钴合金纳米材料的质量比为5:1。
对比例15
对比例15参照对比例3进行，不同之处在于，将碳纳米管群与硫化锌纳米材料加入到水中的步骤中，还加入了铂钴合金纳米材料，铂钴合金纳米材料的粒径为10nm，石墨烯群与铂钴合金纳米材料的质量比为5:1。
测试例5
参照测试例1测试实施例23-27和对比例13-15获得的复合磁性材料的吸波性能，测试结果如表5所示。
表5
实施例28
实施例28参照实施例1进行，不同之处在于，将石墨烯群与硫化锌纳米材料加入到水中的步骤中，还加入了铁镍合金纳米材料，铁镍合金纳米材料的粒径为12nm，石墨烯群与铁镍合金纳米材料的质量比为5:1。
实施例29
实施例29参照实施例28进行，不同之处在于，铁镍合金纳米材料的粒径为13nm。
实施例30
实施例30参照实施例28进行，不同之处在于，石墨烯群与铁镍合金纳米材料的质量比为7:1。
实施例31
实施例31参照实施例28进行，不同之处在于，石墨烯群与铁镍合金纳米材料的质量比为3:1。
对比例16
对比例16参照对比例1进行，不同之处在于，将石墨烯群与硫化锌纳米材料加入到水中的步骤中，还加入了铁镍合金纳米材料，铁镍合金纳米材料的粒径为12nm，石墨烯群与铁镍合金纳米材料的质量比为5:1。
对比例17
对比例17参照对比例2进行，不同之处在于，将石墨烯群与硫化锌纳米材料加入到水中的步骤中，还加入了铁镍合金纳米材料，铁镍合金纳米材料的粒径为12nm，石墨烯群与铁镍合金纳米材料的质量比为5:1。
对比例18
对比例18参照对比例3进行，不同之处在于，将碳纳米管群与硫化锌纳米材料加入到水中的步骤中，还加入了铁镍合金纳米材料，铁镍合金纳米材料的粒径为12nm，石墨烯群与铁镍合金纳米材料的质量比为5:1。
测试例6
参照测试例1测试实施例28-31和对比例16-18获得的复合磁性材料的吸波性能，测试结果如表6所示。
表6
实施例32
实施例32参照实施例1进行，不同之处在于，将石墨烯群与硫化锌纳米材料加入到水中的步骤中，还加入了多孔碳化硅纳米材料，多孔碳化硅纳米材料的粒径为13nm，石墨烯群与多孔碳化硅纳米材料的质量比为6:1。
实施例33
实施例33参照实施例32进行，不同之处在于，多孔碳化硅纳米材料的粒径为14nm。
实施例34
实施例34参照实施例32进行，不同之处在于，多孔碳化硅纳米材料的粒径为15nm。
实施例35
实施例35参照实施例32进行，不同之处在于，石墨烯群与多孔碳化硅纳米材料的质量比为8:1。
实施例36
实施例36参照实施例32进行，不同之处在于，石墨烯群与多孔碳化硅纳米材料的质量比为4:1。
对比例19
对比例19参照对比例1进行，不同之处在于，将石墨烯群与硫化锌纳米材料加入到水中的步骤中，还加入了多孔碳化硅纳米材料，多孔碳化硅纳米材料的粒径为13nm，石墨烯群与多孔碳化硅纳米材料的质量比为6:1。
对比例20
对比例20参照对比例2进行，不同之处在于，将石墨烯群与硫化锌纳米材料加入到水中的步骤中，还加入了多孔碳化硅纳米材料，多孔碳化硅纳米材料的粒径为13nm，石墨烯群与多孔碳化硅纳米材料的质量比为6:1。
对比例21
对比例21参照对比例3进行，不同之处在于，将碳纳米管群与硫化锌纳米材料加入到水中的步骤中，还加入了多孔碳化硅纳米材料，多孔碳化硅纳米材料的粒径为13nm，石墨烯群与多孔碳化硅纳米材料的质量比为6:1。
测试例7
参照测试例1测试实施例32-36和对比例19-21获得的复合磁性材料的吸波性能，测试结果如表7所示。
表7
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (12)
1.一种复合磁性材料，其特征在于，包括：由多孔石墨烯椭球体和硫化锌纳米材料复合构成的复合材料以及包覆于所述复合材料表面的有机绝缘材料，其中，所述复合材料中，多个所述多孔石墨烯椭球体有序排列构成石墨烯群，所述硫化锌纳米材料融合于所述石墨烯群中。
2.根据权利要求1所述的复合磁性材料，其特征在于，所述石墨烯群中，所述多孔石墨烯椭球体呈三维阵列排布。
3.根据权利要求1所述的复合磁性材料，其特征在于，所述多孔石墨烯椭球体的赤道半径为100nm-120nm，极半径为200nm-250nm。
4.根据权利要求1所述的复合磁性材料，其特征在于，所述多孔石墨烯椭球体的孔径为14nm-25nm。
5.根据权利要求4所述的复合磁性材料，其特征在于，所述硫化锌纳米材料的粒径与所述多孔石墨烯椭球体的孔径的比值为1:8-1:12。
6.根据权利要求1所述的复合磁性材料，其特征在于，所述复合磁性材料中，所述硫化锌纳米材料与所述石墨烯群的质量比为1:3-1:5。
7.根据权利要求1所述的复合磁性材料，其特征在于，所述有机绝缘材料选自嵌段聚合物。
8.根据权利要求1-7任一项所述的复合磁性材料，其特征在于，所述复合磁性材料中还包括有功能纳米材料，所述功能纳米材料融合于所述石墨烯群中，其中，所述功能纳米材料选自过渡金属化合物纳米材料和/或多孔碳化硅纳米材料。
9.根据权利要求8所述的复合磁性材料，其特征在于，所述过渡金属化合物纳米材料选自硬磁铁氧体纳米材料、银纳米材料、铁铬钴合金纳米材料、铂钴合金纳米材料或铁镍合金纳米材料中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的复合磁性材料，其特征在于，当所述过渡金属化合物纳米材料选自硬磁铁氧体纳米材料时，所述硬磁铁氧体纳米材料的粒径为6nm-8nm，所述硬磁铁氧体纳米材料与所述石墨烯群的质量比为1:4-1:8；
或者，当所述过渡金属化合物纳米材料选自银纳米材料时，所述银纳米材料的粒径为5nm-7nm，所述银纳米材料与所述石墨烯群的质量比为1:3-1:5；
或者，当所述过渡金属化合物纳米材料选自铁铬钴合金纳米材料，所述铁铬钴合金纳米材料的粒径8nm-10nm，所述铁铬钴合金纳米材料与所述石墨烯群的质量比为1:4-1:7；
或者，当所述过渡金属化合物纳米材料选自铂钴合金纳米材料时，所述铂钴合金纳米材料的粒径为10nm-12nm，所述铂钴合金纳米材料与所述石墨烯群的质量比为1:3-1:7；
或者，当所述过渡金属化合物纳米材料选自铁镍合金纳米材料时，所述铁镍合金纳米材料的粒径为12nm-13nm，所述铁镍合金纳米材料与所述石墨烯群的质量比为1:3-1:7；
或者，所述多孔碳化硅纳米材料的粒径为13nm-15nm，且小于所述多孔石墨烯椭球体的孔径，所述多孔碳化硅纳米材料与所述石墨烯群的质量比为1:4-1:8。
11.一种利用权利要求1-10任一项所述复合磁性材料制成的吸波材料。
12.一种如权利要求11所述的吸波材料在电子设备中的应用。
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|---|---|---|---|---|
| CN118201346A (zh) * | 2024-05-16 | 2024-06-14 | 浙江大华技术股份有限公司 | 复合吸波材料、制备方法及器件 |
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2023
- 2023-04-14 CN CN202310401306.7A patent/CN116406152A/zh active Pending
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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