【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电磁屏蔽材料，具体为一种抗电磁干扰的高频轻质纳米新材料。
技术介绍
1、随着科技的不断发展，现代电子设备和通信系统的频率逐渐向高频段(如微波、毫米波等)延伸。与此同时，电磁干扰(emi)问题日益严重，尤其是在高频设备中，电磁干扰会显著影响设备的性能和可靠性。为了应对这一挑战，电磁屏蔽材料在电子、通信、航空航天等领域得到了广泛应用。电磁屏蔽材料的主要作用是有效地吸收、反射或衰减电磁波，防止外界电磁波干扰敏感设备，同时也防止设备本身的电磁波泄漏，保护环境和人群免受不必要的电磁辐射。
2、现有的电磁屏蔽材料主要依赖于金属材料、导电聚合物、碳基材料以及铁氧体等。然而，这些材料往往存在以下问题：首先，金属材料虽然具有优异的电磁屏蔽效能，但由于其密度较大，导致其不适用于需要轻质、高强度的场景；其次，导电聚合物虽然在轻质性方面有所改善，但其电磁屏蔽效能相对较低，且抗氧化性能差，容易老化；碳基材料如石墨烯、碳纳米管等具有较好的电磁波吸收能力，但其在高频段的屏蔽效能往往受限于材料的导电性能和分散性，且与聚合物基体的结合性较差，限制了其应用范围。
3、此外，现有的铁氧体材料在电磁波屏蔽方面具有一定的优势，特别是在高频段的磁损耗效应，但由于其较高的密度和相对较差的机械性能，通常无法满足对轻质和强度要求较高的应用场合。因此，如何在确保电磁波屏蔽效能的同时，提升材料的轻质性、力学强度以及高频下的稳定性，成为了一个亟待解决的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本
2、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
3、本专利技术一方面提供一种抗电磁干扰的高频轻质纳米新材料，所述材料包括石墨烯量子点、多壁碳纳米管、铁氧体纳米粒子和聚合物基体，所述石墨烯量子点的含量为10％～35％，所述多壁碳纳米管的含量为5％～20％，所述铁氧体纳米粒子的含量为15％～25％，所述聚合物基体的含量为40％～55％。
4、优选的，所述石墨烯量子点的粒径为1～10nm，所述石墨烯量子点的表面功能化基团为羧基、羟基或氨基。
5、优选的，所述多壁碳纳米管的表面具有氧化物基团，通过化学改性引入氨基基团或羧基基团。
6、优选的，所述铁氧体纳米粒子的粒径为5～20nm，所述铁氧体纳米粒子的表面具有氨基或氟基功能团。
7、优选的，所述聚合物基体为聚醚醚酮或聚酰亚胺，所述聚合物基体的分子量为100,000～300,000。
8、本专利技术另一方面提供一种抗电磁干扰的高频轻质纳米新材料的制备方法，包括以下步骤：
9、(1)将石墨烯量子点、多壁碳纳米管、铁氧体纳米粒子与聚合物基体混合，形成均匀的分散液；
10、(2)通过超声处理和溶剂浸渍法，使石墨烯量子点、多壁碳纳米管和铁氧体纳米粒子在聚合物基体中均匀分布；
11、(3)采用热压成型方法将复合材料成型为所需形状；
12、(4)进行高温退火处理，优化复合材料的微观结构。
13、优选的，所述超声处理步骤的超声频率为20khz～40khz，超声时间为30分钟～60分钟，超声功率为100w～300w。
14、优选的，所述溶剂浸渍法的浸渍时间为10～15分钟，浸渍温度为30℃～40℃，所述溶剂为二甲基甲酰胺或n,n-二甲基乙酰胺。
15、优选的，所述热压成型温度为150℃～200℃，热压压力为5～10mpa，热压时间为10～20分钟。
16、优选的，所述高温退火处理的退火温度为200℃～300℃，退火时间为2～4小时。
17、本专利技术提供了一种抗电磁干扰的高频轻质纳米新材料。具备以下有益效果：
18、1、本专利技术的复合材料通过石墨烯量子点、多壁碳纳米管和铁氧体纳米粒子的协同作用，显著提高了对高频电磁波的屏蔽效能。复合材料不仅能够有效吸收和衰减电磁波，还能在高频频段提供超过50db的电磁波屏蔽效能，满足现代电子设备、通信设备以及航空航天领域对电磁干扰屏蔽的严格要求。
19、2、本专利技术采用聚醚醚酮和聚酰亚胺作为基体材料，结合石墨烯量子点、多壁碳纳米管和铁氧体纳米粒子的复合效果，使得复合材料在拉伸强度和抗弯强度方面表现出显著的提高。特别是聚合物基体的高分子结构增强了复合材料的机械强度，确保材料在高负载和恶劣环境下的稳定性。
20、3、本专利技术的复合材料保持较低的密度，特别是在使用聚醚醚酮和聚酰亚胺等轻质基体材料的情况下，确保材料在重量方面的优势。
21、4、本专利技术通过表面功能化技术改善了石墨烯量子点、多壁碳纳米管和铁氧体纳米粒子的分散性。通过化学修饰，确保纳米材料在聚合物基体中的均匀分布，提高了复合材料的整体性能。良好的界面结合力不仅增强了复合材料的力学强度，还优化了电磁波吸收效果，确保了材料的稳定性和高效的电磁屏蔽能力。
22、5、本专利技术的复合材料具有良好的加工性，可以通过常规的热压成型工艺和高温退火处理实现大规模生产。该材料能够在复杂形状和尺寸的要求下保持稳定的性能，且适用于多个领域，包括但不限于高频电子设备、通信系统、航空航天器件等，满足不同应用场景的需求。
23、6、本专利技术使用的石墨烯量子点、多壁碳纳米管和铁氧体纳米粒子均为可持续、环保的纳米材料，且复合材料中使用的聚合物基体材料具有较高的耐久性和可回收性。该材料的生产和应用过程对环境影响较小，符合现代绿色环保要求。
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1.一种抗电磁干扰的高频轻质纳米新材料，其特征在于，所述材料包括石墨烯量子点、多壁碳纳米管、铁氧体纳米粒子和聚合物基体，所述石墨烯量子点的含量为10％～35％，所述多壁碳纳米管的含量为5％～20％，所述铁氧体纳米粒子的含量为15％～25％，所述聚合物基体的含量为40％～55％。
2.根据权利要求1所述的抗电磁干扰的高频轻质纳米新材料，其特征在于，所述石墨烯量子点的粒径为1～10nm，所述石墨烯量子点的表面功能化基团为羧基、羟基或氨基。
3.根据权利要求1所述的抗电磁干扰的高频轻质纳米新材料，其特征在于，所述多壁碳纳米管的表面具有氧化物基团，通过化学改性引入氨基基团或羧基基团。
4.根据权利要求1所述的抗电磁干扰的高频轻质纳米新材料，其特征在于，所述铁氧体纳米粒子的粒径为5～20nm，所述铁氧体纳米粒子的表面具有氨基或氟基功能团。
5.根据权利要求1所述的抗电磁干扰的高频轻质纳米新材料，其特征在于，所述聚合物基体为聚醚醚酮或聚酰亚胺，所述聚合物基体的分子量为100,000～300,000。
6.一种抗电磁干扰的高频轻质纳米
7.根据权利要求6所述的抗电磁干扰的高频轻质纳米新材料的制备方法，其特征在于，所述超声处理步骤的超声频率为20kHz～40kHz，超声时间为30分钟～60分钟，超声功率为100W～300W。
8.根据权利要求6所述的抗电磁干扰的高频轻质纳米新材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂浸渍法的浸渍时间为10～15分钟，浸渍温度为30℃～40℃，所述溶剂为二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺。
9.根据权利要求6所述的抗电磁干扰的高频轻质纳米新材料的制备方法，其特征在于，所述热压成型温度为150℃～200℃，热压压力为5～10MPa，热压时间为10～20分钟。
10.根据权利要求6所述的抗电磁干扰的高频轻质纳米新材料的制备方法，其特征在于，所述高温退火处理的退火温度为200℃～300℃，退火时间为2～4小时。
...【技术特征摘要】
1.一种抗电磁干扰的高频轻质纳米新材料，其特征在于，所述材料包括石墨烯量子点、多壁碳纳米管、铁氧体纳米粒子和聚合物基体，所述石墨烯量子点的含量为10％～35％，所述多壁碳纳米管的含量为5％～20％，所述铁氧体纳米粒子的含量为15％～25％，所述聚合物基体的含量为40％～55％。
2.根据权利要求1所述的抗电磁干扰的高频轻质纳米新材料，其特征在于，所述石墨烯量子点的粒径为1～10nm，所述石墨烯量子点的表面功能化基团为羧基、羟基或氨基。
3.根据权利要求1所述的抗电磁干扰的高频轻质纳米新材料，其特征在于，所述多壁碳纳米管的表面具有氧化物基团，通过化学改性引入氨基基团或羧基基团。
4.根据权利要求1所述的抗电磁干扰的高频轻质纳米新材料，其特征在于，所述铁氧体纳米粒子的粒径为5～20nm，所述铁氧体纳米粒子的表面具有氨基或氟基功能团。
5.根据权利要求1所述的抗电磁干扰的高频轻质纳米新材料，其特征在于，所述聚合物基体为聚醚醚酮或聚酰亚胺，所述聚合物基体的分子量为100,000～...
【专利技术属性】
技术研发人员：岳欢，叶露阳，马洋洋，程佳豪，李昊洁，
申请(专利权)人：平顶山学院，
类型：发明
国别省市：
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