CN101294055A - 一种雷达波吸收剂及其采用化学镀工艺的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种雷达波吸收剂及其采用化学镀工艺的制备方法，雷达波吸收剂是由空心微球和金属镀层组成，金属镀层包覆在空心微球的表面，且金属镀层的厚度50～250nm；所述金属镀层的成分可以是单质的镍(Ni)、铁(Fe)或钴(Co)，也可以是含有10～30wt％的铁(Fe)和70～90wt％的钴(Co)复合镀层，也可以是含有10～30wt％的铁(Fe)和70～90wt％的镍(Ni)复合镀层，也可以是含有50～70wt％的镍(Ni)和30～50wt％的钴(Co)复合镀层，也可以是含有5～20wt％的铁(Fe)、20～40wt％的钴(Co)和余量的镍(Ni)复合镀层。雷达波吸收剂的相对介电常数为20～70，磁导率为1.5～2.0；雷达波吸收剂的密度2.6～3.5g/cm³。雷达波吸收剂在2～18GHz电磁波频段的最大吸收率为20dB，大于10dB的频宽为5GHz。

Description

一种雷达波吸收剂及其采用化学镀工艺的制备方法

技术领域

本发明涉及一种雷达波吸收剂及其制备方法，更特别地说，是指一种采用化学镀工艺在功能化空心微球的表面包覆金属镀层的雷达波吸收剂。

背景技术

空心微球是一种无机粉体，与金属粉相比，密度较小、耐高温、抗酸碱和氧化性强。如果对其表面进行改性处理，实现表面金属化，则有可能解决传统吸波材料存在的密度大、高温性能差、抗氧化、耐酸碱能力差等缺点。目前，采用适当的工艺对空心微球进行表面改性从而制备轻质雷达吸波材料的研究引起了学者们的广泛关注。

由于空心微球粒度小、密度小及物理性能优异等特点，表面金属化的空心微球可以取代密度较大的传统吸波剂用于吸波涂层的制备，从而解决传统吸波涂层存在的密度大、高温性能差、抗氧化和耐酸碱能力差等缺点，实现吸波材料“薄、轻、宽、强”的目标。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种雷达波吸收剂，该雷达波吸收剂由空心微球和金属镀层组成，金属镀层包覆在空心微球的表面，且金属镀层的厚度50～250nm。所述金属镀层的成分可以是单质的镍(Ni)、铁(Fe)或钴(Co)，也可以是含有10～30wt％的铁(Fe)和70～90wt％的钴(Co)复合镀层，也可以是含有10～30wt％的铁(Fe)和70～90wt％的镍(Ni)复合镀层，也可以是含有50～70wt％的镍(Ni)和30～50wt％的钴(Co)复合镀层，也可以是含有5～20wt％的铁(Fe)、20～40wt％的钴(Co)和余量的镍(Ni)复合镀层。该雷达波吸收剂的相对介电常数为20～70，磁导率为1.5～2.0；雷达波吸收剂的密度2.6～3.5g/cm³。

本发明的另一目的是提出一种制备雷达波吸收剂的方法，该方法采用了化学镀工艺在空心微球表面制金属镀层，从而获得雷达波吸收剂的方法。

本发明采用化学镀工艺制备过程的优点：(1)在前处理过程中加入偶联步骤，通过加入KH550来提高活化过程中活性点的数量，并改变原来活性点的物理结合方式为化学结合，以此来提高活性点的结合力，进而提高化学镀后金属镀层的结合力，使得镀层具有一定的耐磨性，不易被剥落；(2)采用一步法活化工艺，提高了镀液的稳定性及适用寿命，并可有效提高活性点的数量，并可以在活化过程中，通过调节Sn²⁺的含量，来控制活性Pd的数量，从而适用于不同化学镀包覆工艺；(3)通过化学镀工艺在空心微球上制备具有纳米级的金属镀层(复合金属镀层)，可以通过调整化学镀工艺参数以及金属盐(铁、镍、钴)的种类和用量比，得到具有不同相对介电常数和相对磁导率的材料，从而得到质优的雷达波吸收剂。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明做进一步的详细说明。

本发明的一种雷达波吸收剂是由空心微球和金属镀层组成，金属镀层包覆在空心微球的表面，且金属镀层的厚度50～250nm。所述金属镀层的成分可以是单质的镍(Ni)、铁(Fe)或钴(Co)，也可以是含有10～30wt％的铁(Fe)和70～90wt％的钴(Co)复合镀层，也可以是含有10～30wt％的铁(Fe)和70～90wt％的镍(Ni)复合镀层，也可以是含有50～70wt％的镍(Ni)和30～50wt％的钴(Co)复合镀层，也可以是含有5～20wt％的铁(Fe)、20～40wt％的钴(Co)和余量的镍(Ni)复合镀层。

采用化学镀工艺制本发明的雷达波吸收剂包括有如下步骤：

第一步：基体材料的选取

基体材料是粒径1～20μm的空心微球；

在本发明中，空心微球选取秦皇岛玻璃微珠有限公司生产的主要成分为SiO₂和Al₂O₃的空心微球；

第二步：对基体的前处理

(A)配制碱洗处理液

碱洗处理液由氢氧化钠(NaOH)和去离子水组成；

用量：500ml的去离子水中加入10～20g的氢氧化钠(NaOH)；

(B)碱洗工艺

将第一步骤选取的空心微球加入碱洗处理液中；

碱洗条件：在60～80℃的碱洗温度，功率500W的条件下，磁力搅拌分散反应60～90min后制得第一反应液；

将第一反应液进行水洗获得第一产物；

水洗条件：在室温(25℃)条件下，将第一反应液用去离子水稀释(每100ml第一反应液中加入800～1000ml去离子水进行稀释)，沉降60～90min后将上层清液去除，重复2～3次后获得第一产物；

在本发明中，采用水洗是在不影响空心微球分散性的基础上将第一反应液中的Na⁺、OH^-以及原料中的杂质去除，从而得到第一产物。

(C)配制偶联处理液

偶联处理液由硅烷偶联剂和乙醇(C₂H₅OH)组成；

用量：500ml的乙醇(C₂H₅OH)中加入0.5～2g的硅烷偶联剂；

所述硅烷偶联剂可以是Y-氨丙基三乙氧基硅烷，牌号KH550。

(D)偶联工艺

将第一产物加入偶联处理液中；

偶联条件：在35～50℃的偶联温度，功率500W的条件下，超声分散反应6～8h后，静置3～5min制得第二反应液；

将第二反应液进行抽滤获得第二产物；

抽滤条件：在室温(25℃)条件下，调节抽滤真空仪器的真空度为-0.1MPa，抽滤时间5～10min后获得第二产物；

在本发明中，采用抽滤是将第二反应液中的偶联剂、乙醇(C₂H₅OH)去除，从而得到第二产物。

(E)配制活化处理液

活化处理液由氯化亚锡(SnCl₂·2H₂O)、锡酸钠(Na₂SnO₃)、氯化钯(PdCl₂)、盐酸(HCl)和去离子水组成；

用量：100ml的盐酸(HCl)中加入1～2g氯化亚锡(SnCl₂·2H₂O)和0.2～0.5g的氯化钯(PdCl₂)，反应10～20min后加入12.5～50g氯化亚锡(SnCl₂·2H₂O)、2～4g的锡酸钠(Na₂SnO₃)和400ml的去离子水；

(F)活化工艺

将第二产物加入活化处理液中；

活化条件：在50～70℃的活化温度，功率500W的条件下，超声分散反应30～60min后，静置3～5min制得第三反应液；

将第三反应液进行抽滤获得第三产物；

抽滤条件：在室温(25℃)条件下，调节抽滤真空仪器的真空度为-0.1MPa，抽滤时间5～10min后获得第三产物；

在本发明中，采用抽滤是将第三反应液中的Sn²⁺、Sn⁴⁺、Pd²⁺、Cl^-和H⁺去除，其中Sn⁴⁺是在Sn²⁺与氯化钯(PdCl₂)发生化学反应得到。

(G)配制解胶处理液

解胶处理液由盐酸(HCl)和去离子水组成；

用量：500ml的去离子水中加入50～100ml的盐酸(HCl)；

(H)解胶工艺

将第三反应产物加入解胶处理液中；

解胶条件：在35～50℃的解胶温度，功率500W的条件下，超声分散反应1～3min后，静置3～5min制得第四反应液；

将第四反应液进行抽滤获得第四产物；

抽滤条件：在室温(25℃)条件下，调节抽滤真空仪器的真空度为-0.1MPa，抽滤时间5～10min后获得第四产物；

在本发明中，采用抽滤是将第四反应液中的Sn²⁺以及Cl^-和H⁺去除，从而得到第四产物。其中Sn²⁺是附着在第四产物的空心微球上的；

将第四产物放入干燥箱中，在90～110℃的条件下干燥3～4h后，制得第五产物；

第三步：化学镀处理

(A)配制化学镀液

化学镀液由金属盐、次亚磷酸钠(NaH₂PO₂)、柠檬酸三钠(Na₃C₆H₅O₇)和去离子水组成；所述金属盐为硫酸镍(NiSO₄·6H₂O)、硫酸钴(CoSO₄·7H₂O)和硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)中的一种、或者两种、或三种。

用量：500ml的去离子水中加入20～110g的柠檬酸三钠(Na₃C₆H₅O₇)、8～40g的金属盐和8.5～42.5g的次亚磷酸钠(NaH₂PO₂)；

在化学镀液中添加氨水(NH₃·H₂O)调节所述化学镀液的pH＝8.5～10，获得化学镀液；

(B)化学镀工艺

将制得的第五产物放入化学镀液中；

化学镀条件：在70～90℃的化学镀温度，功率500W的条件下，超声分散的条件下反应60～120min后，静置3～5min制得第五反应液；

将第五反应液进行抽滤获得第五产物；

抽滤条件：在室温(25℃)条件下，调节抽滤真空仪器的真空度为-0.1MPa，抽滤时间5～10min后获得第五产物；

在本发明中，采用抽滤是将第五反应液中的C₆H₅O₇ ^3-、H₂PO₃ ^-、Na⁺和金属离子去除，从而得到第五产物。所述金属离子可以是Ni²⁺、Co²⁺或Fe²⁺，也可以是Ni²⁺与Co²⁺的金属离子，也可以是Ni²⁺与Fe²⁺的金属离子，也可以是Fe²⁺与Co²⁺的金属离子，也可以是Ni²⁺、Co²⁺和Fe²⁺的金属离子。

将第五产物放入干燥箱中，在90～110℃的条件下干燥3～4h后，制得第六产物，即在空心微球上包覆金属镀层的雷达波吸收剂。

实施例1：

本例的雷达波吸收剂是粒径5～10μm的空心微球(秦皇岛玻璃微珠有限公司生产的KW-10空心微球，主要成分为SiO₂和Al₂O₃)、金属镀镍层组成，金属镀镍层包覆在空心微球的表面，且金属镀镍层的厚度250nm。

采用化学镀工艺在空心微球上包覆金属镀镍层的制备步骤如下：

第一步：基体材料的选取

基体材料是粒径5～10μm的KW-10空心微球；

第二步：对基体的前处理

(A)配制碱洗处理液

碱洗处理液由氢氧化钠(NaOH)和去离子水组成；

用量：500ml的去离子水中加入10g的氢氧化钠(NaOH)；

(B)碱洗工艺

将第一步骤选取的空心微球加入碱洗处理液中；

碱洗条件：在80℃的碱洗温度，功率500W的条件下，磁力搅拌分散(88-1大功率磁力搅拌器，常州国华电器有限公司生产)反应90min后制得第一反应液；

将第一反应液进行水洗获得第一产物；

水洗条件：在25℃条件下，在100ml的第一反应液中加入800ml去离子水搅拌均匀进行稀释，沉降60min后将上层清液去除，重复2次后获得第一产物；

在本发明中，采用水洗是在不影响空心微球分散性的基础上将第一反应液中的Na⁺、OH^-以及原料中的杂质去除，从而得到第一产物。

(C)配制偶联处理液

偶联处理液由Y-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)和乙醇(C₂H₅OH)组成；

用量：500ml的乙醇(C₂H₅OH)中加入0.5g的Y-氨丙基三乙氧基硅烷；

(D)偶联工艺

将第一产物加入偶联处理液中；

偶联条件：在50℃的偶联温度，功率500W的条件下，超声分散(KQ-500B型超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司生产)反应8h后，静置3min制得第二反应液；

将第二反应液进行抽滤获得第二产物；

抽滤条件：在25℃条件下，调节抽滤真空仪器(SHZ-III型循环水真空泵)的真空度为-0.1MPa，抽滤时间5min后获得第二产物；

在本发明中，采用抽滤是将在第二反应液中加入偶联剂的用量的40％去除、以及加入乙醇(C₂H₅OH)的用量的95％去除，从而得到第二产物。

(E)配制活化处理液

活化处理液由氯化亚锡(SnCl₂·2H₂O)、锡酸钠(Na₂SnO₃)、氯化钯(PdCl₂)、盐酸(HCl)和去离子水组成；

用量：100ml的盐酸(HCl)中加入1g氯化亚锡(SnCl₂·2H₂O)和0.2g的氯化钯(PdCl₂)，反应20min后加入12.5g氯化亚锡(SnCl₂·2H₂O)、2g的锡酸钠(Na₂SnO₃)和400ml的去离子水；

(F)活化工艺

将第二产物加入活化处理液中；

活化条件：在70℃的活化温度，功率500W的条件下，超声分散(KQ-500B型超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司生产)反应60min后，静置3min制得第三反应液；

将第三反应液进行抽滤获得第三产物；

抽滤条件：在25℃条件下，调节抽滤真空仪器(SHZ-III型循环水真空泵)的真空度为-0.1MPa，抽滤时间5min后获得第三产物；

在本发明中，采用抽滤是将第三反应液中的Sn²⁺、Sn⁴⁺、Pd²⁺、Cl^-和H⁺去除，其中Sn⁴⁺是在Sn²⁺与氯化钯(PdCl₂)发生化学反应得到。

(G)配制解胶处理液

解胶处理液由盐酸(HCl)和去离子水组成；

用量：500ml的去离子水中加入50ml的盐酸(HCl)；

(H)解胶工艺

将第三反应产物加入解胶处理液中；

解胶条件：在35℃的解胶温度，功率500W的条件下，超声分散(KQ-500B型超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司生产)反应3min后，静置3min制得第四反应液；

将第四反应液进行抽滤获得第四产物；

抽滤条件：在25℃条件下，调节抽滤真空仪器(SHZ-III型循环水真空泵)的真空度为-0.1MPa，抽滤时间5min后获得第四产物；

在本发明中，采用抽滤是将第四反应液中的Sn²⁺以及Cl^-和H⁺去除，从而得到第四产物。其中Sn²⁺是附着在第四产物的空心微球上的；

将第四产物放入干燥箱中，在90℃的条件下干燥4h后，制得第五产物；

第三步：化学镀处理

(A)配制化学镀液

化学镀液由硫酸镍(NiSO₄·6H₂O)、次亚磷酸钠(NaH₂PO₂)、柠檬酸三钠(Na₃C₆H₅O₇)和去离子水组成；

用量：500ml的去离子水中加入20g的柠檬酸三钠(Na₃C₆H₅O₇)、8g的硫酸镍(NiSO₄·6H₂O)和8.5g的次亚磷酸钠(NaH₂PO₂)；

在化学镀液中添加氨水(NH₃·H₂O)调节所述化学镀液的pH＝8.5，获得化学镀液；

(B)化学镀工艺

将制得的第五产物放入化学镀液中；

化学镀条件：在70℃的化学镀温度，功率500W的条件下，超声分散(KQ-500B型超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司生产)的条件下反应60min后，静置3min制得第五反应液；

将第五反应液进行抽滤获得第五产物；

抽滤条件：在25℃条件下，调节抽滤真空仪器(SHZ-III型循环水真空泵)的真空度为-0.1MPa，抽滤时间5min后获得第五产物；

在本发明中，采用抽滤是将第五反应液中的C₆H₅O₇ ^3-、H₂PO₃ ^-、Na⁺、Ni²⁺去除，从而得到第五产物。

将第五产物放入干燥箱中，在90℃的条件下干燥4h后，制得第六产物，即在空心微球上包覆金属镀镍层的雷达波吸收剂。

采用上述工艺制得的雷达波吸收剂(KW-10空心微球+金属镍层)，包覆厚度为250nm时的相对介电常数为50，相对磁导率为1.5，雷达波吸收剂的密度为3.5g/cm³。KW-10空心微球的相对介电常数为4，相对磁导率为1。KW-10空心微球+金属镍层的雷达波吸收剂在2～18GHz电磁波频段的最大吸收率为20dB，大于10dB的频宽为5GHz。

采用上述相同工艺在KW-10空心微球上化学镀金属钴(Co)层，包覆厚度为250nm时的相对介电常数为40，相对磁导率为1.4，雷达波吸收剂的密度为3.5g/cm³。KW-10空心微球+金属钴层的雷达波吸收剂在2～18GHz电磁波频段的最大吸收率为20dB，大于10dB的频宽为5GHz。

采用上述相同工艺在KW-10空心微球上化学镀金属铁(Fe)层，包覆厚度为250nm时的相对介电常数为60，相对磁导率为2.0，雷达波吸收剂的密度为3.4g/cm³。KW-10空心微球+金属铁层的雷达波吸收剂在2～18GHz电磁波频段的最大吸收率为20dB，大于10dB的频宽为6GHz。

实施例2：

本例的雷达波吸收剂是粒径10～20μm的KW-10空心微球、金属镀镍+铁+钴层组成，金属镀镍+铁+钴层包覆在空心微球的表面，且金属镀镍层的厚度150nm。金属镀镍+铁+钴层中铁的质量百分比为15，钴的质量百分比为40，余量为镍。

采用化学镀工艺在粒径10～20μm的KW-10空心微球表面包覆150nm厚的金属镀镍+铁+钴层的制备步骤如下：

第一步：基体材料的选取

基体材料是粒径10～20μm的KW-10空心微球；

第二步：对基体的前处理

(A)配制碱洗处理液

碱洗处理液由氢氧化钠(NaOH)和去离子水组成；

用量：500ml的去离子水中加入15g的氢氧化钠(NaOH)；

(B)碱洗工艺

将第一步骤选取的空心微球加入碱洗处理液中；

碱洗条件：在70℃的碱洗温度，功率500W的条件下，磁力搅拌分散(88-1大功率磁力搅拌器，常州国华电器有限公司生产)反应75min后制得第一反应液；

将第一反应液进行多次水洗获得第一产物；

水洗条件：在25℃条件下，在100ml的第一反应液中加入1000ml去离子水搅拌均匀进行稀释，沉降75min后将上层清液去除，重复3次后获得第一产物；

在本发明中，采用水洗是在不影响空心微球分散性的基础上将第一反应液中的Na⁺、OH^-以及原料中的杂质去除，从而得到第一产物。

(C)配制偶联处理液

偶联处理液由Y-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)和乙醇(C₂H₅OH)组成；

用量：500ml的乙醇(C₂H₅OH)中加入1g的Y-氨丙基三乙氧基硅烷；

(D)偶联工艺

将第一产物加入偶联处理液中；

偶联条件：在40℃的偶联温度，功率500W的条件下，超声分散(KQ-500B型超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司生产)反应7h后，静置4min制得第二反应液；

将第二反应液进行抽滤获得第二产物；

抽滤条件：在25℃条件下，调节抽滤真空仪器(SHZ-III型循环水真空泵)的真空度为-0.1MPa，抽滤时间8min后获得第二产物；

在本发明中，采用抽滤是将在第二反应液中加入偶联剂的用量的45％去除、以及加入乙醇(C₂H₅OH)的用量的98％去除，从而得到第二产物。

(E)配制活化处理液

活化处理液由氯化亚锡(SnCl₂·2H₂O)、锡酸钠(Na₂SnO₃)、氯化钯(PdCl₂)、盐酸(HCl)和去离子水组成；

用量：100ml的盐酸(HCl)中加入1.5g氯化亚锡(SnCl₂·2H₂O)和0.4g的氯化钯(PdCl₂)，反应15min后加入37.5g氯化亚锡(SnCl₂·2H₂O)、3g的锡酸钠(Na₂SnO₃)和400ml的去离子水；

(F)活化工艺

将第二产物加入活化处理液中；

活化条件：在60℃的活化温度，功率500W的条件下，超声分散(KQ-500B型超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司生产)反应45min后，静置4min制得第三反应液；

将第三反应液进行抽滤获得第三产物；

抽滤条件：在25℃条件下，调节抽滤真空仪器(SHZ-III型循环水真空泵)的真空度为-0.1MPa，抽滤时间8min后获得第三产物；

在本发明中，采用抽滤是将第三反应液中的Sn²⁺、Sn⁴⁺、Pd²⁺、Cl^-和H⁺去除，其中Sn⁴⁺是在Sn²⁺与氯化钯(PdCl₂)发生化学反应得到。

(G)配制解胶处理液

解胶处理液由盐酸(HCl)和去离子水组成；

用量：500ml的去离子水中加入75ml的盐酸(HCl)；

(H)解胶工艺

将第三反应产物加入解胶处理液中；

解胶条件：在40℃的敏化温度，功率500W的条件下，超声分散(KQ-500B型超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司生产)反应2min后，静置4min制得第四反应液；

将第四反应液进行抽滤获得第四产物；

抽滤条件：在25℃条件下，调节抽滤真空仪器(SHZ-III型循环水真空泵)的真空度为-0.1MPa，抽滤时间8min后获得第四产物；

在本发明中，采用抽滤是将第四反应液中的Sn²⁺以及Cl^-和H⁺去除，从而得到第四产物。其中Sn²⁺是附着在第四产物的空心微球上的；

将第四产物放入干燥箱中，在100℃的条件下干燥3.5h后，制得第五产物；

第三步：化学镀处理

(A)配制化学镀液

化学镀液由硫酸镍(NiSO₄·6H₂O)、硫酸钴(CoSO₄·7H₂O)、硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)、次亚磷酸钠(NaH₂PO₂)、柠檬酸三钠(Na₃C₆H₅O₇)和去离子水组成；

用量：500ml的去离子水中加入51.5g的柠檬酸三钠(Na₃C₆H₅O₇)、8g的硫酸镍(NiSO₄·6H₂O)、8g的硫酸钴(CoSO₄·7H₂O)、16g的硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)和21.5g的次亚磷酸钠(NaH₂PO₂)；

在化学镀液中添加氨水(NH₃·H₂O)调节所述化学镀液的pH＝9，获得化学镀液；

(B)化学镀工艺

将制得的第五产物放入化学镀液中；

化学镀条件：在80℃的化学镀温度，功率500W的条件下，超声分散(KQ-500B型超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司生产)的条件下反应90min后，静置4min制得第五反应液；

将第五反应液进行抽滤获得第五产物；

抽滤条件：在25℃条件下，调节抽滤真空仪器(SHZ-III型循环水真空泵)的真空度为-0.1MPa，抽滤时间8min后获得第五产物；

在本发明中，采用抽滤是将第五反应液中的C₆H₅O₇ ^3-、H₂PO₃ ^-、Na⁺和Ni²⁺去除，从而得到第五产物。

将第五产物放入干燥箱中，在100℃的条件下干燥3.5h后，制得第六产物，即在空心微球上包覆金属镀层的雷达波吸收剂。

采用上述工艺制得的雷达波吸收剂(KW-10空心微球+金属镍+钴+铁层)，包覆厚度为150nm时的相对介电常数为70，相对磁导率为2.0，雷达波吸收剂的密度为3.0g/cm³。KW-10空心微球的相对介电常数为4，相对磁导率为1。KW-10空心微球+金属镍+钴+铁层的雷达波吸收剂在2～18GHz电磁波频段的最大吸收率为15dB，大于10dB的频宽为3GHz。

实施例3：

本例的雷达波吸收剂是粒径1～20μm的KW-10空心微球、金属镀钴+铁层组成，金属镀钴+铁层包覆在空心微球的表面，且金属镀镍层的厚度50nm。

采用化学镀工艺在空心微球表面包覆金属镀钴+铁层，其制备步骤如下：

第一步：基体材料的选取

基体材料是粒径1～20μm的KW-10空心微球；

第二步：对基体的前处理

(A)配制碱洗处理液

碱洗处理液由氢氧化钠(NaOH)和去离子水组成；

用量：500ml的去离子水中加入20g的氢氧化钠(NaOH)；

(B)碱洗工艺

将第一步骤选取的空心微球加入碱洗处理液中；

碱洗条件：在60℃的碱洗温度，功率500W的条件下，磁力搅拌分散(88-1大功率磁力搅拌器，常州国华电器有限公司生产)反应60min后制得第一反应液；

将第一反应液进行多次水洗获得第一产物；

水洗条件：在25℃条件下，在100ml的第一反应液中加入900ml去离子水搅拌均匀进行稀释，沉降60min后将上层清液去除，重复3次后获得第一产物；

在本发明中，采用水洗是在不影响空心微球分散性的基础上将第一反应液中的Na⁺、OH^-以及原料中的杂质去除，从而得到第一产物。

(C)配制偶联处理液

偶联处理液由Y-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)和乙醇(C₂H₅OH)组成；

用量：500ml的乙醇(C₂H₅OH)中加入2g的Y-氨丙基三乙氧基硅烷；

(D)偶联工艺

将第一产物加入偶联处理液中；

偶联条件：在35℃的偶联温度，功率500W的条件下，超声分散(KQ-500B型超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司生产)反应6h后，静置5min制得第二反应液；

将第二反应液进行抽滤获得第二产物；

抽滤条件：在25℃条件下，调节抽滤真空仪器(SHZ-III型循环水真空泵)的真空度为-0.1MPa，抽滤时间10min后获得第二产物；

在本发明中，采用抽滤是将在第二反应液中加入偶联剂的用量的50％去除、以及加入乙醇(C₂H₅OH)的用量的95％去除，从而得到第二产物。

(E)配制活化处理液

活化处理液由氯化亚锡(SnCl₂·2H₂O)、锡酸钠(Na₂SnO₃)、氯化钯(PdCl₂)、盐酸(HCl)和去离子水组成；

用量：100ml的盐酸(HCl)中加入2g氯化亚锡(SnCl₂·2H₂O)和0.5g的氯化钯(PdCl₂)，反应10min后加入50g氯化亚锡(SnCl₂·2H₂O)、4g的锡酸钠(Na₂SnO₃)和400ml的去离子水；

(F)活化工艺

将第二产物加入活化处理液中；

活化条件：在50℃的活化温度，功率500W的条件下，超声分散(KQ-500B型超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司生产)反应30min后，静置5min制得第三反应液；

将第三反应液进行抽滤获得第三产物；

抽滤条件：在室温(25℃)条件下，调节抽滤真空仪器(SHZ-III型循环水真空泵)的真空度为-0.1MPa，抽滤时间10min后获得第三产物；

在本发明中，采用抽滤是将第三反应液中的Sn²⁺、Sn⁴⁺、Pd²⁺、Cl^-和H⁺去除，其中Sn⁴⁺是在Sn²⁺与氯化钯(PdCl₂)发生化学反应得到。

(G)配制解胶处理液

解胶处理液由盐酸(HCl)和去离子水组成；

用量：500ml的去离子水中加入100ml的盐酸(HCl)；

(H)解胶工艺

将第三反应产物加入解胶处理液中；

解胶条件：在50℃的解胶温度，功率500W的条件下，超声分散(KQ-500B型超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司生产)反应1min后，静置5min制得第四反应液；

将第四反应液进行抽滤获得第四产物；

抽滤条件：在25℃条件下，调节抽滤真空仪器(SHZ-III型循环水真空泵)的真空度为-0.1MPa，抽滤时间10min后获得第四产物；

在本发明中，采用抽滤是将第四反应液中的Sn²⁺以及Cl^-和H⁺去除，从而得到第四产物。其中Sn²⁺是附着在第四产物的空心微球上的；

将第四产物放入干燥箱中，在110℃的条件下干燥3h后，制得第五产物；

第三步：化学镀处理

(A)配制化学镀液

化学镀液由硫酸钴(CoSO₄·7H₂O)、硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)、次亚磷酸钠(NaH₂PO₂)、柠檬酸三钠(Na₃C₆H₅O₇)和去离子水组成；

用量：500ml的去离子水中加入110g的柠檬酸三钠(Na₃C₆H₅O₇)、20g的硫酸镍(CoSO₄·7H₂O)、20g硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)和42.5g的次亚磷酸钠(NaH₂PO₂)；

在化学镀液中添加氨水(NH₃·H₂O)调节所述化学镀液的pH＝10，获得化学镀液；

(B)化学镀工艺

将制得的第五产物放入化学镀液中；

化学镀条件：在90℃的化学镀温度，功率500W的条件下，超声分散(KQ-500B型超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司生产)的条件下反应120min后，静置5min制得第五反应液；

将第五反应液进行抽滤获得第五产物；

抽滤条件：在25℃条件下，调节抽滤真空仪器(SHZ-III型循环水真空泵)的真空度为-0.1MPa，抽滤时间10min后获得第五产物；

在本发明中，采用抽滤是将第五反应液中的C₆H₅O₇ ^3-、H₂PO₃ ^-、Na⁺、Co^{2 +}和Fe²⁺去除，从而得到第五产物。

将第五产物放入干燥箱中，在110℃的条件下干燥4h后，制得第六产物，即在空心微球上包覆金属镀层的雷达波吸收剂。

采用上述工艺制得的雷达波吸收剂(KW-10空心微球+金属钴+铁层)，包覆厚度为50nm时的相对介电常数为60，相对磁导率为1.4，雷达波吸收剂的密度为2.65g/cm³。KW-10空心微球的相对介电常数为4，相对磁导率为1。KW-10空心微球+金属钴+铁层的雷达波吸收剂在2～18GHz电磁波频段的最大吸收率为10dB，大于8dB的频宽为3GHz。

采用上述相同工艺在KW-10空心微球上化学镀金属钴+镍层，包覆厚度为50nm时的相对介电常数为50，相对磁导率为1.5，雷达波吸收剂的密度为2.60g/cm³。KW-10空心微球+金属镍+钴层的雷达波吸收剂在2～18GHz电磁波频段的最大吸收率为10dB，大于8dB的频宽为3GHz。

采用上述相同工艺在KW-10空心微球上化学镀金属铁+镍层，包覆厚度为50nm时的相对介电常数为70，相对磁导率为1.8，雷达波吸收剂的密度为2.71g/cm³。KW-10空心微球+金属镍+铁层的雷达波吸收剂在2～18GHz电磁波频段的最大吸收率为10dB，大于8dB的频宽为4GHz。

Claims (4)

1、一种雷达波吸收剂，其特征在于：是由空心微球和金属镀层组成，金属镀层包覆在空心微球的表面，且金属镀层的厚度50～250nm；所述金属镀层的成分可以是单质的镍(Ni)、铁(Fe)或钴(Co)，也可以是含有10～30wt％的铁(Fe)和70～90wt％的钴(Co)复合镀层，也可以是含有10～30wt％的铁(Fe)和70～90wt％的镍(Ni)复合镀层，也可以是含有50～70wt％的镍(Ni)和30～50wt％的钴(Co)复合镀层，也可以是含有5～20wt％的铁(Fe)、20～40wt％的钴(Co)和余量的镍(Ni)复合镀层。

2、根据权利要求1所述的雷达波吸收剂，其特征在于：雷达波吸收剂的相对介电常数为20～70，磁导率为1.5～2.0；雷达波吸收剂的密度2.6～3.5g/cm³。

3、根据权利要求1所述的雷达波吸收剂，其特征在于：雷达波吸收剂在2～18GHz电磁波频段的最大吸收率为20dB，大于10dB的频宽为5GHz。

4、一种采用化学镀工艺制备如权利要求1所述的雷达波吸收剂的方法，其特征在于有下列步骤：

第一步：基体材料的选取

基体材料是粒径1～20μm的空心微球；

第二步：对基体的前处理

(A)配制碱洗处理液

碱洗处理液由氢氧化钠(NaOH)和去离子水组成；

用量：500ml的去离子水中加入10～20g的氢氧化钠(NaOH)；

(B)碱洗工艺

将第一步骤选取的空心微球加入碱洗处理液中；

碱洗条件：在60～80℃的碱洗温度，功率500W的条件下，磁力搅拌分散反应60～90min后制得第一反应液；

将第一反应液进行水洗获得第一产物；

水洗条件：在室温(25℃)条件下，将第一反应液用去离子水稀释(每100ml第一反应液中加入800～1000ml去离子水进行稀释)，沉降60～90min后将上层清液去除，重复2～3次后获得第一产物；

(C)配制偶联处理液

偶联处理液由硅烷偶联剂和乙醇(C₂H₅OH)组成；

用量：500ml的乙醇(C₂H₅OH)中加入0.5～2g的硅烷偶联剂；

所述硅烷偶联剂可以是Y-氨丙基三乙氧基硅烷，牌号KH550。

(D)偶联工艺

将第一产物加入偶联处理液中；

偶联条件：在35～50℃的偶联温度，功率500W的条件下，超声分散反应6～8h后，静置3～5min制得第二反应液；

将第二反应液进行抽滤获得第二产物；

抽滤条件：在室温(25℃)条件下，调节抽滤真空仪器的真空度为-0.1MPa，抽滤时间5～10min后获得第二产物；

(E)配制活化处理液

活化处理液由氯化亚锡(SnCl₂·2H₂O)、锡酸钠(Na₂SnO₃)、氯化钯(PdCl₂)、盐酸(HCl)和去离子水组成；

用量：100ml的盐酸(HCl)中加入1～2g氯化亚锡(SnCl₂·2H₂O)和0.2～0.5g的氯化钯(PdCl₂)，反应10～20min后加入12.5～50g氯化亚锡(SnCl₂·2H₂O)、2～4g的锡酸钠(Na₂SnO₃)和400ml的去离子水；

(F)活化工艺

将第二产物加入活化处理液中；

活化条件：在50～70℃的活化温度，功率500W的条件下，超声分散反应30～60min后，静置3～5min制得第三反应液；

将第三反应液进行抽滤获得第三产物；

抽滤条件：在室温(25℃)条件下，调节抽滤真空仪器的真空度为-0.1MPa，抽滤时间5～10min后获得第三产物；

(G)配制解胶处理液

解胶处理液由盐酸(HCl)和去离子水组成；

用量：500ml的去离子水中加入50～100ml的盐酸(HCl)；

(H)解胶工艺

将第三反应产物加入解胶处理液中；

解胶条件：在35～50℃的解胶温度，功率500W的条件下，超声分散反应1～3min后，静置3～5min制得第四反应液；

将第四反应液进行抽滤获得第四产物；

抽滤条件：在室温(25℃)条件下，调节抽滤真空仪器的真空度为-0.1MPa，抽滤时间5～10min后获得第四产物；

将第四产物放入干燥箱中，在90～110℃的条件下干燥3～4h后，制得第五产物；

第三步：化学镀处理

(A)配制化学镀液

化学镀液由金属盐、次亚磷酸钠(NaH₂PO₂)、柠檬酸三钠(Na₃C₆H₅O₇)和去离子水组成；所述金属盐为硫酸镍(NiSO₄·6H₂O)、硫酸钴(CoSO₄·7H₂O)和硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)中的一种、或者两种、或三种。

用量：500ml的去离子水中加入20～110g的柠檬酸三钠(Na₃C₆H₅O₇)、8～40g的金属盐和8.5～42.5g的次亚磷酸钠(NaH₂PO₂)；

在化学镀液中添加氨水(NH₃·H₂O)调节所述化学镀液的pH＝8.5～10，获得化学镀液；

(B)化学镀工艺

将制得的第五产物放入化学镀液中；

化学镀条件：在70～90℃的化学镀温度，功率500W的条件下，超声分散的条件下反应60～120min后，静置3～5min制得第五反应液；

将第五反应液进行抽滤获得第五产物；

抽滤条件：在室温(25℃)条件下，调节抽滤真空仪器的真空度为-0.1MPa，抽滤时间5～10min后获得第五产物；

将第五产物放入干燥箱中，在90～110℃的条件下干燥3～4h后，制得第六产物，即在空心微球上包覆金属镀层的雷达波吸收剂。