【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及吸波材料，具體為一種金屬元素摻雜的鋰離子化合物吸波涂層及其制備方法。
技術介紹
1、吸波材料在國家安全和國民生活中占有重要的地位，隨著現代軍事科技的快速發展，雷達吸波材料的研發與應用已逐漸成熟。而隨著科技的發展，傳統吸波材料已經很難滿足當今“薄輕寬強”的要求?，F有技術表明鋰離子化合物吸波涂層其本身同時兼具良好的電損耗以及磁損耗性能，是一種極具潛力的吸波材料。
2、現有技術中，一般通過將鋰離子轉換為結構更為穩定的錳酸鋰化合物，再摻雜鐵、鎳、鉻、銅等金屬元素改善錳酸鋰化合物的吸波性能，利用錳酸鋰化合物的結構穩定性，在其中添加其他金屬元素，增強其極化損耗，可利用添加其他金屬元素的比例來調控其電導率和磁導率，從而獲得優秀的吸波性能。
3、上述的現有技術雖然提高了鋰離子作為吸波材料的吸波性能，但其在制備工藝中，通常是先制備錳酸鋰，或直接購進錳酸鋰材料，再將摻雜金屬與錳酸鋰混合，并研磨為粉末，使用等離子噴涂法制備吸波涂層，這種方式在噴涂前先將錳酸鋰與摻雜金屬制成粉末進行混合，利用混合后的粉末進行等離子噴涂的工藝方式中，出現錳酸鋰與摻雜金屬混合不均勻，使得制備后的吸波材料性能上無法進一步突破，為改善這一現狀，技術人員會改進錳酸鋰與摻雜金屬的混合研磨方式，如：球磨、攪拌以及超聲分散等方式，雖然這些改進在一定程度上可以加強摻雜金屬與錳酸鋰的混合后的均勻性，使得其吸波性能有所提升，但摻雜金屬與錳酸鋰的混合只是物理上的混合，摻雜金屬離子在錳酸鋰中容易發生偏析，摻雜金屬離子的偏析不好控制，使得制備的吸波涂層的吸波性
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種金屬元素摻雜的鋰離子化合物吸波涂層及其制備方法，用以解決上述提到現有技術中摻雜金屬元素的鋰離子化合物吸波材料中摻雜金屬容易發生偏析、均勻性差、其吸波性能不能繼續突破的技術問題。
2、為了解決上述問題，本專利技術所采用的技術方案如下：一種金屬元素摻雜的鋰離子化合物吸波涂層的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：
3、s1:在去離子水中加入含鋰化合物、二氧化錳、含鐵化合物及氧化銅形成金屬懸濁液，所述含鋰化合物、二氧化錳、含鐵化合物及氧化銅均為粉末；
4、s2：按s1金屬懸濁液中固體質量的1.5-3％加入分散劑，并添加去離子水配置固含量為30-60％的復合懸濁液；
5、s3:復合懸濁液超聲25min-45min后，將超聲后的復合懸濁液送入球磨罐中進行球磨3.5-5.5h，形成復合漿液；
6、s4:經無水乙醇或丙酮表面預處理后的基板放入真空腔室，利用等離子噴涂火焰將基板預熱至115℃-125℃；
7、s5:以氬氣作為噴涂氣體，氫氣作為輔助氣體，氮氣作為送粉氣體,將s3中復合漿液通過蠕動泵引入等離子體中，利用等離子噴涂設備將復合漿液中的粉末載入等離子焰流中呈熔化或半熔化狀態對s4中基板進行噴涂，形成吸波涂層。
8、本實施方案的有益效果在于：
9、1、現有技術中在制備鋰離子化合物的吸波涂層，先制備鋰離子化合物吸波材料(即錳酸鋰化合物)或直接購進錳酸鋰材料，再與摻雜金屬進行混合，混合方式包括球磨、攪拌以及超聲分散等物理混合方式，混合后利用等離子噴涂法進行噴涂，其弊端在于混合時錳酸鋰的晶格已經被固定，無論將錳酸鋰材料與摻雜金屬的顆粒粉碎細小，均做不到離子與離子接觸程度的混合，使得鋰離子吸波材料的性能被限制，而本申請直接將制備鋰離子化合物的合成原料(二氧化錳與含鋰化合物)與摻雜金屬進行混合制備為等離子噴涂的漿液，再進行等離子噴涂，在噴涂過程中二氧化錳與含鋰化合物進行高溫固相反應，反應生成錳酸鋰，而此時由于摻雜金屬受到高溫變為熔融狀態，處于整個反應中，并存在與二氧化錳與含鋰化合物之間，參與了錳酸鋰生成時的晶格形成過程，因此摻雜金屬會直接嵌入剛生成的錳酸鋰的晶格中。與現有技術相比，這種通過向錳酸鋰化合物的微觀晶體結構中摻雜其他金屬的方式制備的原料其均勻性更好。不存在均勻性差等問題，其吸波性能進一步突破，完成了全波段50％吸收損耗率的優異性能。
10、2、現有技術中，由于錳酸鋰與其他摻雜金屬之間的混合為物理混合，噴涂時通過在吸波材料錳酸鋰熔化或半熔化狀態進行相互滲透，而金屬相互滲透受到偏析規律的限制，因此摻雜金屬在吸波材料中的偏析難以控制，且反應后生成的吸波材料后期使用中，摻雜金屬也依舊發生偏析，使得其性能不夠穩定，而本申請中的并非使用錳酸鋰與摻雜金屬進行混合，而是使用二氧化錳、含鋰化合物與摻雜金屬進行超聲、球磨混合，在噴涂過程中二氧化錳與含鋰化合物進行高溫固相反應，反應生成錳酸鋰，而此時由于摻雜金屬混合在二氧化錳與含鋰化合物中，處于整個反應中，參與了錳酸鋰生成時的晶格形成過程，因此摻雜金屬直接嵌入剛生成的錳酸鋰的晶格中，這種通過向錳酸鋰化合物微觀晶體結構中摻雜金屬的方式使得摻雜金屬受到晶格的限制，制備后不受到偏析的影響或影響較小，與現有技術相比，其后期使用中穩定性更好。
11、3、本申請中利用合成原料直接制備成等離子噴涂漿液，然后在噴涂過程中利用高溫固相法反應生成吸波涂層，步驟簡單，噴涂速度快、涂層結構致密，更容易大規模生產質量好、性能優異的吸波涂層，根據實驗檢測，本申請可實現全波段50％吸收損耗率的優異性能。
12、進一步，所述s1中的含鋰化合物、二氧化錳、含鐵化合物及氧化銅以重量份數計算，由以下組分組成：含鋰化合物10-15份、二氧化錳10-20份、含鐵化合物5-15份、氧化銅2-8份。
13、進一步，所述含鋰化合物、二氧化錳、含鐵化合物、氧化銅的添加比例按照元素li：mn：fe：cu等于1:1.4:0.4:0.2
14、進一步，所述s1中的金屬懸濁液中還包括有粉末的氧化鎳和氫氧化鋁，所述氧化鎳和氫氧化鋁的含量與氧化銅一致。
15、進一步，所述s1中含鋰化合物包括有碳酸鋰、氫氧化鋰、三氧化二鋰。
16、進一步，所述s1中含鐵含鐵化合物包括三氧化二鐵、氯化鐵。
17、進一步，所述等離子噴涂設備噴涂時，其工藝參數設置范圍如下：噴涂功率為30-150kw、霧化壓力：0.5-1.5pa、喂料速度：5-20rad/min：、噴涂距離：80-200mm。
18、進一步，所述s2中分散劑可選聚丙烯酸銨、聚乙烯醇或聚酰胺中的一種或多種。
19、進一步，所述吸波涂層為權利要求1～8任一項所述的制備方法制備的吸波涂層。
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1.一種金屬元素摻雜的鋰離子化合物吸波涂層的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的金屬元素摻雜的鋰離子化合物吸波涂層的制備方法，其特征在于：所述摻雜金屬為含鐵化合物和氧化銅，所述S1中的含鋰化合物、二氧化錳、含鐵化合物及氧化銅以重量份數計算，由以下組分組成：含鋰化合物10-15份、二氧化錳10-20份、含鐵化合物5-15份、氧化銅2-8份。
3.根據權利要求2所述的金屬元素摻雜的鋰離子化合物吸波涂層的制備方法，其特征在于：所述含鋰化合物、二氧化錳、含鐵化合物、氧化銅的添加比例按照元素Li：Mn：Fe：Cu等于1:1.4:0.4:0.2。
4.根據權利要求2所述的金屬元素摻雜的鋰離子化合物吸波涂層的制備方法，其特征在于：所述S1中的金屬懸濁液中還包括有粉末的氧化鎳和氫氧化鋁，所述氧化鎳和氫氧化鋁的含量與氧化銅一致。
5.根據權利要求1所述的金屬元素摻雜的鋰離子化合物吸波涂層的制備方法，其特征在于：所述S1中含鋰化合物包括有碳酸鋰、氫氧化鋰、三氧化二鋰。
6.根據權利要求2所述的金屬元素摻雜的鋰離子化
7.根據權利要求1所述的金屬元素摻雜的鋰離子化合物吸波涂層的制備方法，其特征在于：所述等離子噴涂設備噴涂時，其工藝參數設置范圍如下：噴涂功率為30-150kW、霧化壓力：0.5-1.5Pa、喂料速度：5-20rad/min：、噴涂距離：80-200mm。
8.根據權利要求1所述的金屬元素摻雜的鋰離子化合物吸波涂層的制備方法，其特征在于：所述S2中分散劑可選聚丙烯酸銨、聚乙烯醇或聚酰胺中的一種或多種。
9.根據權利要求1所述的金屬元素摻雜的鋰離子化合物吸波涂層，其特征在于：所述吸波涂層為權利要求1～8任一項所述的制備方法制備的吸波涂層。
...【技術特征摘要】
1.一種金屬元素摻雜的鋰離子化合物吸波涂層的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的金屬元素摻雜的鋰離子化合物吸波涂層的制備方法，其特征在于：所述摻雜金屬為含鐵化合物和氧化銅，所述s1中的含鋰化合物、二氧化錳、含鐵化合物及氧化銅以重量份數計算，由以下組分組成：含鋰化合物10-15份、二氧化錳10-20份、含鐵化合物5-15份、氧化銅2-8份。
3.根據權利要求2所述的金屬元素摻雜的鋰離子化合物吸波涂層的制備方法，其特征在于：所述含鋰化合物、二氧化錳、含鐵化合物、氧化銅的添加比例按照元素li：mn：fe：cu等于1:1.4:0.4:0.2。
4.根據權利要求2所述的金屬元素摻雜的鋰離子化合物吸波涂層的制備方法，其特征在于：所述s1中的金屬懸濁液中還包括有粉末的氧化鎳和氫氧化鋁，所述氧化鎳和氫氧化鋁的含量與氧化銅一致。
5.根據權利要求1所述的金屬元...
【專利技術屬性】
技術研發人員：蒲浩，趙棟，楊武彬，楊通勝，劉忠慶，
申請(專利權)人：貴州鉑韜電子科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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