CN114192073B - 钴铁氧体复合吸波材料及其制备装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种钴铁氧体复合吸波材料及其制备装置，属于吸波材料生产设备技术领域，包括混合机构和复合机构；其中，水热反应釜包括外筒体、内筒体以及密封盖，内筒体设在所述外筒体内，密封盖可拆卸的设在所述外筒体上；所述密封盖适于密封所述外筒体的开口，密封盖上设有密封部；内筒体包括第一半桶和第二半桶，所述第一半桶和所述第二半桶拼成筒状结构；所述外筒体内设有适于抵紧所述第一半桶和所述第二半桶的抵紧机构；通过混合机构和复合机构的配合，能够实现钴铁氧体与碳纳米管的复合，便于改善上述复合材料的吸波性能；在反应完成后能够对内筒体进行彻底的清洗，减少内筒体上残留的物质，因此能够减少对下一次使用的影响。
Description
技术领域
本发明属于吸波材料生产设备技术领域，具体涉及一种钴铁氧体复合吸波材料及其制备装置。
背景技术
电磁波吸收材料是一种能够通过自身的吸收作用使入射电磁波衰减的材料，其原理是通过介质消耗把电磁波转换为热能、电能或机械能等其他形式的能量消耗掉。现有技术中将碳纳米管复合到其他材料的表面，利用碳纳米管的吸波特性改善整体的吸波性能。在对碳纳米管进行复合时，需要将物料放入到水热反应釜内进行反应；由于水热反应釜体积较小，在后期对水热反应釜进行清洗时对水热反应釜的边角位置清洗不到位，会对下一次使用产生影响。
发明内容
本发明实施例提供一种钴铁氧体复合吸波材料及其制备装置，旨在现有技术中在利用水热反应釜制备完成后、会存在对反应釜清洗不到位的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
提供一种制备装置，包括：
混合机构，具有适于混合物料的混合腔，以及适于搅拌所述混合腔内的物料的搅拌结构；以及
复合机构，包括适于盛放物料的水热反应釜，以及适于加热所述水热反应釜的温度控制结构；
其中，所述水热反应釜包括外筒体、内筒体以及密封盖，所述内筒体设在所述外筒体内，所述密封盖可拆卸的设在所述外筒体上；所述密封盖适于密封所述外筒体的开口，所述密封盖上设有适于密封所述内筒体开口的密封部；
所述内筒体包括第一半桶和第二半桶，所述第一半桶和所述第二半桶拼成筒状结构；所述第一半桶和所述第二半桶的拼接处设有密封结构；所述外筒体内设有适于抵紧所述第一半桶和所述第二半桶的抵紧机构。
优选的，所述第一半桶与所述第二半桶的拼接处设有凹槽，所述第二半桶上固定设有适于与所述凹槽插接的凸出部；
其中，在所述凸出部与所述凹槽插接时，所述第一半桶和所述第二半桶相互接触。
优选的，所述外筒体的开口处设有适于引导物料的导引环，所述导引环的顶部设有适于与所述外筒体的开口端接触的限位环，所述导引环的内周壁设有适于朝向所述内筒体的第一导引面。
优选的，所述导引环的底部适于抵在所述内筒体的开口端。
优选的，所述外筒体内的底部设有弹性件，所述弹性件的一端与所述外筒体的底部连接，所述弹性件的另一端与所述内筒体的底部抵接。
优选的，所述外筒体的开口端设有限位结构，所述限位结构适于限位所述导引环、以固定所所述内筒体在所述外筒体内的位置。
优选的，所述限位结构包括连接柱以及固定在所述连接柱一端的连接盘，所述连接盘的直径大于所述连接柱的直径，所述连接柱背离所述连接盘的一端固定在所述外筒体的开口端；
所述限位环上设有适于所述连接盘穿过的第一通孔，以及沿所述限位环圆周方向设置的第二通孔，所述第二通孔的侧壁适于与所述连接柱的外周壁接触。
优选的，所述抵紧结构包括若干弧形部，所述弧形部与所述外筒体同轴设置；所述弧形部的内表面适于与所述内筒体的外壁面接触。
优选的，所述弧形部的顶部设有导引所述内筒体的第二导引面。
本申请实施例中，在反应完毕需要对水热反应釜进行清洗时，能够将内筒体从外筒内取出，然后将第一半桶和第二半桶分开，就能够对内筒体进行的清洗，便于对内筒体的内部进行清洁，减少内筒体的死角，因此能够减少出现由于残留的物质而影响下一次使用的情况。混合机构的混合腔能够对物料进行加水混合，并通过搅拌机构的搅拌后，能够使物料的混合更加均匀。水热反应釜能够实现钴铁氧体与碳纳米管的复合，便于改善上述复合材料的吸波性能。通过第一半桶和第二半桶之间的密封结构，以及通过密封盖上的密封部，能够使内筒体在使用过程中处于封闭的状态，进而减少物料的泄漏。通过外筒体上的抵紧机构能够使第一半桶和第二半桶紧密贴合在一起，进而保证第一半桶和第二半桶拼接后的密封性能。
本发明还提供一种钴铁氧体复合吸波材料，由以下质量份数的组分构成：钴铁氧体：碳纳米管：硫化铜：35-45：7-12：1-6。
本发明提供的钴铁氧体复合吸波材料的制备装置，与现有技术相比，通过混合机构和复合机构的配合，能够对CoFe2O4/MWCNTs复合吸波材料的表面原位合成硫化铜纳米颗粒，便于改善上述复合吸波材料的吸波性能；在反应完成后能够对内筒体进行彻底的清洗，减少内筒体上残留的物质，因此能够减少对下一次使用的影响。
附图说明
图1为本发明实施例的水热反应釜的结构示意图；
图2为本发明实施例的水热反应釜的剖面示意图；
图3为本发明实施例的水热反应釜的内筒体部分的示意图；
图4为图3中A部的放大示意图；
图5为本发明实施例的水热反应釜的限位环部分的示意图。
附图标记说明：1、水热反应釜；11、外筒体；12、内筒体；121、第一半桶；1211、凹槽；122、第二半桶；1221、凸出部；13、密封盖；131、密封部；2、导引环；21、第一导引面；3、限位环；31、第一通孔；32、第二通孔；4、弹性件；5、连接柱；6、连接盘；7、弧形部；71、第二导引面。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请一并参阅图1至图5，现对本发明提供的一种钴铁氧体复合吸波材料的制备装置进行说明。所述一种制备装置，包括混合机构和复合机构；混合机构具有适于混合物料的混合腔，以及适于搅拌混合腔内的物料的搅拌结构；复合机构包括适于盛放物料的水热反应釜1，以及适于加热水热反应釜1的温度控制结构；其中，水热反应釜1包括外筒体11、内筒体12以及密封盖13，内筒体12设在外筒体11内，密封盖13可拆卸的设在外筒体11上；密封盖13适于密封外筒体11的开口，密封盖13上设有适于密封内筒体12开口的密封部131；内筒体12包括第一半桶121和第二半桶122，第一半桶121和第二半桶122拼成筒状结构；第一半桶121和第二半桶122的拼接处设有密封结构；外筒体11内设有适于抵紧第一半桶121和第二半桶122的抵紧机构。
本申请实施例中，在反应完毕需要对水热反应釜1进行清洗时，能够将内筒体12从外筒内取出，然后将第一半桶121和第二半桶122分开，就能够对内筒体12进行的清洗，便于对内筒体12的内部进行清洁，减少内筒体12的死角，因此能够减少出现由于残留的物质而影响下一次使用的情况。混合机构的混合腔能够对物料进行加水混合，并通过搅拌机构的搅拌后，能够使物料的混合更加均匀。水热反应釜1能够实现钴铁氧体与碳纳米管的复合，便于改善上述复合材料的吸波性能。通过第一半桶121和第二半桶122之间的密封结构，以及通过密封盖13上的密封部131，能够使内筒体12在使用过程中处于封闭的状态，进而减少物料的泄漏。通过外筒体11上的抵紧机构能够使第一半桶121和第二半桶122紧密贴合在一起，进而保证第一半桶121和第二半桶122拼接后的密封性能。
本发明提供的制备装置，与现有技术相比，通过混合机构和复合机构的配合，能够实现钴铁氧体与碳纳米管的复合，便于改善上述复合材料的吸波性能；在反应完成后能够对内筒体12进行彻底的清洗，减少内筒体12上残留的物质，因此能够减少对下一次使用的影响。
需要说明的是，该设备的使用步骤为：1、将一定质量的碳纳米管添加到一定量的乙二醇中，超声分散后取出备用；2、利用电子天平称量一定量的六水合氯化铁和六水合氯化钴加入上述溶液，机械搅拌至无明显大颗粒后倒入混合腔；3、通过磁力搅拌机对混合腔内的物料进行搅拌，使得混合腔内的物料混合均匀；4、将混合均匀的物料倒入到水热反应釜11内，并将水热反应釜11放置到恒温加热箱内进行试验；5、待反应完成后，将水热反应釜1取出冷却至室温；6、将反应后的溶液倒入到离心机进行离心；7、取出离心后的物质，并利用超声波清洗仪，不断添加超纯水和无水乙醇进行反复超声清洗；8、最后通过真空干燥箱或鼓风干燥箱对清洗完的物质进行干燥后粉末备用；9、取一定量的上述粉末溶解到硫脲和乙酸铜混合溶液中，机械搅拌至无明显大颗粒后倒入混合腔；10、重复进行步骤3-8，得到最终的CoFe2O4/MWCNTs/CuS复合吸波材料。通过上述步骤，能够实现钴铁氧体与碳纳米管的复合，便于改善上述复合材料的吸波性能。
在一些实施例中，如图1至图5所示，第一半桶121与第二半桶122的拼接处设有凹槽1211，第二半桶122上固定设有适于与凹槽1211插接的凸出部1221；其中，在凸出部1221与凹槽1211插接时，第一半桶121和第二半桶122相互接触；第一半桶121的凹槽1211为U形结构，凸出部1221也为U形结构；第二半桶122通过凸出部1221与第一半桶121的凹槽1211插接，能够使第一半桶121和第二半桶122拼接成内筒体12，且第一半桶121和第二半桶122的拼接处设有密封圈，能够加强第一半桶121和第二半桶122拼接处的密封性能。
需要说明的是，密封圈可以设置在凹槽1211内，在将密封圈放置在凹槽1211内后，通过凸出部1221与凹槽1211插接，能够将密封圈抵在凹槽1211内，密封圈在凹槽1211内受力变形，能够使密封圈与凹槽1211的槽底和侧壁接触，进而提高第一半桶121和第二半桶122拼接处的密封性能，减少物料出现从第一半桶121和第二半桶122的拼接处泄漏的情况，因此能够减少物料的浪费，提高物料的利用率。
另外，在第一半桶121和第二半桶122的外周壁上设置卡箍，在第一半桶121和第二半桶122拼接在一起后，通过卡箍能够对第一半桶121和第二半桶122进行固定，便于对第一半桶121和第二半桶122进行取放。
在一些实施例中，如图1至图5所示，外筒体11的开口处设有适于引导物料的导引环2，导引环2的顶部设有适于与外筒体11的开口端接触的限位环3，导引环2的内周壁设有适于朝向内筒体12的第一导引面21；限位环3固定在导引环2的外壁面上，且限位环3位于导引环2的顶部。在外筒体11上设置导引环2能够对溶液进行引导，在向内筒体12倒入溶液时能够减少倒入到内筒体12和外筒体11之间的缝隙中，因此能够减少物料的浪费，也能减少附着在外筒体11的内壁的物料。
在一些实施例中，如图1至图5所示，导引环2的底部适于抵在内筒体12的开口端，因此导引环2与外筒体11配合能够在轴线方向上对内筒体12进行限位，进而减少内筒体12在使用过程中的晃动。
在一些实施例中，如图1至图5所示，外筒体11内的底部设有弹性件4，弹性件4的一端与外筒体11的底部连接，弹性件4的另一端与内筒体的底部抵接；弹性件4包括弹簧，弹簧的一端固定在外筒体11内的底部，弹簧的另一端抵接在内筒体12底部的外壁面上。通过在外筒体11内设置弹簧，在将密封盖13打开时，能够将内筒体12的开口端弹出外筒体11，因此便于将内筒体12从外筒体11内取出。
需要说明的是，外筒体11的开口端的外周面上设有外螺纹，密封盖13上设有内螺纹，密封盖13与外筒体11螺纹配合；密封部131固定在密封盖13的内部，在密封盖13与外筒体11螺纹配合后，密封盖13上的密封部131位于内筒体12的开口内，因此密封部131能够对内筒体12的开口进行密封。
另外，密封盖13背离外筒体11的一侧固定设有连接部，连接部的周壁上沿直径方向设有通孔；通孔内设有加长杆，加长杆的两端均穿出连接部的通孔。加长杆的长度大于密封盖13的直径，因此在转动加长杆时能够增加对密封盖13的转矩，便于通过转动加长杆控制密封盖13的转动；能够使密封盖13和外筒体11的连接更加紧密。
外筒体11的底部具有通孔(图中未示出)，通孔的直径小于内筒体12的直径，因此在将内筒体12放入到外筒体11内后，内筒体12不会从外筒体11的底部滑出。通过上述设置，在将内筒体12放置到恒温加热箱后，能够使热量从外筒体11底部的通孔与内筒体12的外壁面接触，因此便于对上述吸波材料进行制备。
在一些实施例中，如图1至图5所示，外筒体11的开口端设有限位结构，限位结构适于限位导引环2、以固定所内筒体12在外筒体11内的位置；限位结构包括连接柱5以及固定在连接柱5一端的连接盘6，连接盘6的直径大于连接柱5的直径，连接柱5背离连接盘6的一端固定在外筒体11的开口端；限位环3上设有适于连接盘6穿过的第一通孔31，以及沿限位环3圆周方向设置的第二通孔32，第二通孔32的侧壁适于与连接柱5的外周壁接触；在将内筒体12放置在外筒体11内后，将导引环2安装在外筒体11的开口端，并使导引环2的底部与内筒体12的开口端接触；然后沿轴线方向按压导引环2，使得限位环3与外筒体11的开口接触，此时连接盘6穿出限位环3的第一通孔31；然后转动导引环2，能够使连接柱5位于第二通孔32内，且此时连接盘6的底部与限位环3的顶部接触，因此能够将导引环2固定在外筒体11上。通过上述设置，在将密封盖13打开过程中，内筒体12不会在弹簧的弹力作用下弹出外筒体11；通过反向导引环2，在连接盘6位于第一通孔31时，能够将导引环2从外筒体11上取出，此时，内筒体12可以在弹簧的作用下滑动出外筒体11，便于将内筒体12取出，且能够减少内筒体12突然滑出外筒体11的情况。
在一些实施例中，如图1至图5所示，抵紧结构包括若干弧形部7，弧形部7与外筒体11同轴设置，且若干弧形部7沿外筒体11的圆周方向均匀布置；弧形部7的内表面适于与内筒体12的外壁面接触；弧形部7的顶部设有导引内筒体12的第二导引面71；在放置内筒体12时，弧形部7上的第二导引面71能够对内筒体12进行引导，使得内筒体12的外壁面与若干弧形部7的内表面接触，进而便于在径向对内筒体12进行限位，避免出现第一半桶121和第二半桶122分离的情况。
需要说明的是，抵紧结构可以为抵紧环(图中未示出)，抵紧环的外周壁固定在外筒体11的内周壁上，抵紧环的内周壁适于与内筒体12的外周壁接触，因此能够对第一半桶121和第二半桶122进行周向限位，使得第一半桶121和第二半桶122紧密配合在一起，减少出现从第一半桶121和第二半桶122连接处泄漏物料的情况，便于对上述吸波材料进行制备。
另外，抵紧环的上表面为第二引导面，第二引导面能够连接抵紧环外周壁的顶部以及内周壁的顶部，能够使抵紧环外周壁的顶部光滑过渡到抵紧环内周壁的顶部；在将内筒体12放置到外筒体11内时，内筒体12的底部先与抵紧环的第二引导面接触，第二引导面能够将内筒体12导正，使得内筒体12与抵紧环插接，进而使抵紧环对内筒体12进行周向限位，因此能够使第一半桶121和第二半桶122的连接更加稳定。
本发明还提供一种钴铁氧体复合吸波材料，由以下质量份数的组分构成：钴铁氧体：碳纳米管：硫化铜：35-45：7-12：1-6。更具体的是，钴铁氧体：碳纳米管：硫化铜的质量份数之比为：39：9：2。钴铁氧体/碳纳米管与硫化铜反应时，钴铁氧体结构发生变化，其结构由松散小球变得更紧密，复合产物中的钴铁氧体小球粒径减小。该吸波材料中钴铁氧体的粒径大小为100-150mm。在该种吸波材料中钴铁氧体表面附着硫化铜纳米粒子(硫化铜附着于钴铁氧体表面是由于在溶剂热反应过程中硫原子与氧原子形成了新的共价键)。
当电磁波入射时，钴铁氧体主要发挥了磁损耗能力，碳纳米管连接钴铁氧体小球形成网状结构从而增加了电子流动，提高了材料内部的电导率，从而使得材料的导电损耗能力和介电损耗能力均得到提高。硫化铜纳米粒子发挥了P型半导体的优势，一方面起到了提高介电能力的作用，另一方面硫化铜因附着在材料表面，对材料形貌结构产生了一定影响，从而使得材料磁导率也得到了提高，进一步改善了复合吸波材料的阻抗匹配特性。钴铁氧体和碳纳米管各组分间的电性能具有较大的差异，钴铁氧体、碳纳米管和硫化铜三者之间可产生多个界面，，增强材料界面极化能力，进而提高界面极化损耗能力。
在制备过程中，钴铁氧体和碳纳米管均体现出了优良的化学稳定性，其物相未发生变化，其钴铁氧体小球结构由松散变为紧密。硫化铜纳米粒子中的硫原子与钴铁氧体中的氧原子生成了化学键，导致两者紧密联结。硫化铜在CoFe2O4/MWCNTs/CuS复合吸波材料中起到了调节电磁参数的作用，CoFe2O4/MWCNTs二元复合吸波材料表面附着硫化铜后，其高频处的电损耗能力被减弱，但磁损耗能力得到加强，提高了材料阻抗匹配特性，从而改善了材料的吸波性能。经优化后，40％吸波剂添加量的CoFe2O4/MWCNTs/CuS三元复合吸波材料有较优的吸波性能，在材料匹配厚度为1.33mm处，有最大吸波带宽为4GHz(14-18GHz)；当匹配厚度为1.35mm时，在15.6GHz频率处有最小反射损耗为-66.37dB。可见，该种吸波材料是一种具有优良性能的吸波材料。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种用于钴铁氧体复合吸波材料的制备装置，其特征在于，包括：一种钴铁氧体复合吸波材料，由以下质量份数的组分构成：钴铁氧体：碳纳米管：硫化铜：35-45：7-12：1-6；该制备装置还包括：
混合机构，具有适于混合物料的混合腔，以及适于搅拌所述混合腔内的物料的搅拌结构；以及
复合机构，包括适于盛放物料的水热反应釜，以及适于加热所述水热反应釜的温度控制结构；
其中，所述水热反应釜包括外筒体、内筒体以及密封盖，所述内筒体设在所述外筒体内，所述密封盖可拆卸的设在所述外筒体上；所述密封盖适于密封所述外筒体的开口，所述密封盖上设有适于密封所述内筒体开口的密封部；
所述内筒体包括第一半桶和第二半桶，所述第一半桶和所述第二半桶拼成筒状结构；所述第一半桶和所述第二半桶的拼接处设有密封结构；所述外筒体内设有适于抵紧所述第一半桶和所述第二半桶的抵紧机构；将第一半桶和第二半桶分开，就能够对内筒体进行的清洗，便于对内筒体的内部进行清洁，减少内筒体的死角，减少出现由于残留的物质而影响下一次使用的情况；所述第一半桶与所述第二半桶的拼接处设有凹槽，所述第二半桶上固定设有适于与所述凹槽插接的凸出部；
其中，在所述凸出部与所述凹槽插接时，所述第一半桶和所述第二半桶相互接触；通过第一半桶和第二半桶之间的密封结构，以及通过密封盖上的密封部，能够使内筒体在使用过程中处于封闭的状态，进而减少物料的泄漏，通过外筒体上的抵紧机构能够使第一半桶和第二半桶紧密贴合在一起，进而保证第一半桶和第二半桶拼接后的密封性能；所述外筒体的开口处设有适于引导物料的导引环，所述导引环的顶部设有适于与所述外筒体的开口端接触的限位环，所述导引环的内周壁设有适于朝向所述内筒体的第一导引面；在外筒体上设置导引环能够对溶液进行引导，在向内筒体倒入溶液时能够减少倒入到内筒体和外筒体之间的缝隙中，能够减少物料的浪费，也能减少附着在外筒体的内壁的物料；所述导引环的底部适于抵在所述内筒体的开口端；所述外筒体内的底部设有弹性件，所述弹性件的一端与所述外筒体的底部连接，所述弹性件的另一端与所述内筒体的底部抵接；所述外筒体的开口端设有限位结构，所述限位结构适于限位所述导引环、以固定所所述内筒体在所述外筒体内的位置；所述限位结构包括连接柱以及固定在所述连接柱一端的连接盘，所述连接盘的直径大于所述连接柱的直径，所述连接柱背离所述连接盘的一端固定在所述外筒体的开口端；
所述限位环上设有适于所述连接盘穿过的第一通孔，以及沿所述限位环圆周方向设置的第二通孔，所述第二通孔的侧壁适于与所述连接柱的外周壁接触；内筒体不会在弹簧的弹力作用下弹出外筒体；通过反向导引环，在连接盘位于第一通孔时，能够将导引环从外筒体上取出，内筒体可以在弹簧的作用下滑动出外筒体，便于将内筒体取出，减少内筒体突然滑出外筒体的情况。
2.如权利要求1所述的钴铁氧体复合吸波材料的制备装置，其特征在于，所述抵紧结构包括若干弧形部，所述弧形部与所述外筒体同轴设置；所述弧形部的内表面适于与所述内筒体的外壁面接触；第一半桶和第二半桶紧密配合在一起，减少出现从第一半桶和第二半桶连接处泄漏物料的情况。
3.如权利要求2所述的钴铁氧体复合吸波材料的制备装置，其特征在于，所述弧形部的顶部设有导引所述内筒体的第二导引面；第二引导面能够将内筒体导正，使得内筒体与抵紧环插接，进而使抵紧环对内筒体进行周向限位。
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