一种碳纳米管-氮化铝吸波剂及其制备方法、碳纳米管-氮化铝复合吸波材料及其应用

IPC分类号 : C09K3/00,C01B32/168

申请号

CN202010027882.6

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专利摘要

本发明提供了一种碳纳米管‑氮化铝吸波剂及其制备方法、碳纳米管‑氮化铝复合吸波材料及其应用，属于吸波材料技术领域。本发明提供的碳纳米管‑氮化铝吸波剂，包括碳纳米管和氮化铝；所述氮化铝包覆在所述碳纳米管表面；所述碳纳米管长度为2～10μm；所述碳纳米管的质量占碳纳米管‑氮化铝吸波剂总质量的1～10％。本发明采用的氮化铝具有良好的耐热冲击性、介电性能和抗熔融金属侵蚀性能；碳纳米管具有比表面积大、纵横比高、机械强度优异、介电性能突出等优异特性，同时碳纳米管表面的官能团或化学键与氮化铝中的化学键发生了取代或者结合，提高了碳纳米管在碳纳米管‑氮化铝吸波剂中的分散性，碳纳米管‑氮化铝吸波剂的吸波性能优异。

权利要求

1.一种碳纳米管-氮化铝吸波剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将碳纳米管、氮化铝和无水分散剂混合，进行改性处理，得到碳纳米管-氮化铝吸波剂；

所述无水分散剂包括无水N,N-二甲基甲酰胺或无水乙醇；

所述混合为超声分散；所述超声分散的时间为60～180min；

所述改性处理的温度为80～160℃，时间为4～10h，升温到所述改性处理温度的速率为2～4℃/min。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管的质量占所述碳纳米管-氮化铝吸波剂总质量的1～10％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氮化铝呈针状，长度为60～120nm，直径为5～15nm。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管的外径为30～50nm；所述碳纳米管长度为2～10μm。

说明书

技术领域

本发明涉及吸波材料技术领域，具体涉及一种碳纳米管-氮化铝吸波剂及其制备方法、碳纳米管-氮化铝复合吸波材料及其应用。

背景技术

随着现代科技进步的飞速发展，民用领域电子信息技术的发展，衍生的电磁波辐射已经造成了诸如电磁污染、电磁干扰、信息泄密等很多复杂问题，阻碍了信息工业、电子产业等领域的发展；对于国防建设，尤其是微波电子技术和先进雷达作为提高武器系统生存、突防以及纵深能力的有效手段，已然成为了世界各军事强国角逐军事高新领域的热点之一。因此，研发出能够吸收特定频段电磁波的材料是目前解决上述问题的有效手段，具有很高的研究价值和应用前景。

吸波材料作为一类重要的电磁波材料能吸收或者大幅减弱投射到它表面的电磁波能量，减少电磁波干扰，并将材料的损耗转变为热能的一类材料，在民用领域的应用将会大大保障人类的健康，降低电磁所带来的危害；在国防建设领域能够尽可能的减弱雷达、红外等探测系统对目标的影响，明显提高武器系统或飞行器的突防、打击以及生存能力。碳纳米管(CNTs)作为一种重要的新型一维纳米材料，具有比表面积大、纵横比高、机械强度优异、介电性能突出等优异特性，在电磁波材料吸收领域得到了广泛的关注。但是，由于碳纳米管的管径小，表面能大，极易缠结、团聚在一起，严重影响了碳纳米管在聚合物中的均匀分散，致使吸波材料的吸波性能受到一定程度的影响。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种碳纳米管-氮化铝吸波剂及其制备方法、碳纳米管-氮化铝复合吸波材料及其应用。本发明提供的碳纳米管-氮化铝吸波剂中碳纳米管的分散性好，碳纳米管-氮化铝吸波剂吸波性能优异。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种碳纳米管-氮化铝吸波剂，包括碳纳米管和氮化铝；所述氮化铝包覆在所述碳纳米管表面；

所述碳纳米管的质量占所述碳纳米管-氮化铝吸波剂总质量的1～10％；

优选的，所述碳纳米管长度的外径为30～50nm；所述碳纳米管长度为2～10μm。

优选的，所述氮化铝呈针状，长度为60～120nm，直径为5～15nm。

本发明提供了上述技术方案所述碳纳米管-氮化铝吸波剂的制备方法，包括以下步骤：

将碳纳米管、氮化铝和无水分散剂混合，进行改性处理，得到碳纳米管-氮化铝吸波剂。

优选的，所述混合为超声分散；所述超声分散的时间为60～180min。

优选的，所述改性处理的温度为80～160℃，时间为4～10h，升温到所述改性处理温度的速率为2～4℃/min。

优选的，所述无水分散剂包括无水N,N-二甲基甲酰胺或无水乙醇。

本发明提供了一种碳纳米管-氮化铝复合吸波材料，包括碳纳米管-氮化铝吸波剂和石蜡；

所述碳纳米管-氮化铝吸波剂为上述技术方案所述碳纳米管-氮化铝吸波剂或上述技术方案所述制备方法制备的碳纳米管-氮化铝吸波剂。

优选的，所述碳纳米管-氮化铝吸波剂和石蜡的质量比为1:9～2:3。

本发明还提供了上述技术方案所述碳纳米管-氮化铝复合吸波材料在热敏元件、光敏元件、电子元件、智能元件或传感器中的应用。

本发明提供了一种碳纳米管-氮化铝吸波剂，包括碳纳米管和氮化铝；所述氮化铝包覆在所述碳纳米管表面；所述碳纳米管的质量占所述碳纳米管-氮化铝吸波剂总质量的1～10％。本发明采用的氮化铝(ALN)具有良好的耐热冲击性、介电性能和抗熔融金属侵蚀性能；碳纳米管(CNTs)具有比表面积大、纵横比高、机械强度优异、介电性能突出等优异特性，本发明采用特定含量能够使碳纳米管之间避免出现严重的团聚现象，提高了其在氮化铝中的分散性，同时碳纳米管-氮化铝吸波剂的吸波性能优异；碳纳米管的长度对于团聚也是有影响的，过长会造成很多碳管之间互相的缠绕、弯曲、甚至长度的再结合，这些对于碳纳米管-氮化铝吸波剂形貌的形成以及最终吸波性能的稳定性有干扰作用，本发明通过控制碳纳米管的长度，提高了其在氮化铝中的分散性以及所得碳纳米管-氮化铝吸波剂的吸波性能；同时其表面的官能团或化学键与氮化铝中的化学键发生了取代或者结合，制备得到的碳纳米管-氮化铝吸波剂的吸波性能优异。

本发明提供的碳纳米管-氮化铝吸波剂的制备方法操作简单，适宜工业化生产。

本发明提供的碳纳米管-氮化铝复合吸波材料在使用时用量少、反射损耗中有效吸收频带宽、反射损耗大，吸波性能优异。如本发明实施例结果所示，碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的介电常数实部为3.18～17.60；虚部为0.36～12.94；磁导率实部为0.83～1.12；磁导率虚部为0.05～0.54；反射损耗为-4.93～-50dB；吸波频宽为2～18GHz；材料厚度为0.1～6mm。

附图说明

图1为实施例1～4和对比例1制备的碳纳米管-氮化铝吸波剂的SEM图，其中，(a)为实施例1，(b)为实施例2，(c)为实施例3，(d)为实施例4，(e)为对比例1；

图2为氮化铝(ALN)、碳纳米管(MWCNTs)和实施例3制备的碳纳米管-氮化铝吸波剂的红外谱图；

图3为实施例1～4制备的碳纳米管-氮化铝吸波剂的XRD图；

图4为实施例5制备的碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的反射损耗图，其中，(a)为反射损耗3D图，(b)为反射损耗2D图；

图5为实施例6制备的碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的反射损耗图，其中，(a)为反射损耗3D图，(b)为反射损耗2D图；

图6为实施例7制备的碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的反射损耗图，其中，(a)为反射损耗3D图，(b)为反射损耗2D图；

图7为实施例8制备的碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的反射损耗图，其中，(a)为反射损耗3D图，(b)为反射损耗2D图；

图8为对比例2制备的碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的反射损耗图，其中，(a)为反射损耗3D图，(b)为反射损耗2D图；

图9为实施例9制备的碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的反射损耗图，其中，(a)为反射损耗3D图，(b)为反射损耗2D图；

图10为实施例10制备的碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的反射损耗图，其中，(a)为反射损耗3D图，(b)为反射损耗2D图；

图11为对比例3制备的碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的反射损耗图，其中，(a)为反射损耗3D图，(b)为反射损耗2D图；

图12为实施例11～14制备的碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的介电常数和磁导率在2～18GHz范围内的变化曲线图，其中，(a)为介电常数实部，(b)为介电常数虚部，(c)为磁导率实部，(d)为磁导率虚部；

图13为实施例15～18制备的碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的介电常数和磁导率在2～18GHz范围内的变化曲线图，其中，(a)为介电常数实部，(b)为介电常数虚部，(c)为磁导率实部，(d)为磁导率虚部；

图14为实施例19～22制备的碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的介电常数和磁导率在2～18GHz范围内的变化曲线图，其中，(a)为介电常数实部，(b)为介电常数虚部，(c)为磁导率实部，(d)为磁导率虚部；

图15为实施例23～26制备的碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的介电常数和磁导率在2～18GHz范围内的变化曲线图，其中，(a)为介电常数实部，(b)为介电常数虚部，(c)为磁导率实部，(d)为磁导率虚部。

具体实施方式

本发明提供了一种碳纳米管-氮化铝吸波剂，包括碳纳米管和氮化铝；所述氮化铝包覆在所述碳纳米管表面；

所述碳纳米管的质量占所述碳纳米管-氮化铝吸波剂总质量的1～10％。

在本发明中，若无特殊说明，所有的原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。

在本发明中，所述碳纳米管优选为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管。在本发明中，所述碳纳米管长度优选为2～10μm，进一步优选为3～9μm，更优选为4～8μm，最优选为4～6μm；所述碳纳米管的外径优选为30～50nm，更优选为35～45nm，最优选为40～45nm；所述碳纳米管的管壁厚度优选为0.05～0.07nm，更优选为0.06nm。在本发明中，所述碳纳米管的长度太小不利于与氮化铝合成碳纳米管-氮化铝吸波剂，而且会对碳纳米管-氮化铝吸波剂的结构的稳定性造成不利影响，进而影响碳纳米管-氮化铝吸波剂的吸波性能。本发明采用特定长度的碳纳米管能够进一步提高碳纳米管-氮化铝吸波剂的吸波性能。在本发明中，所述碳纳米管优选购买于南京先丰纳米材料科技有限公司。

在本发明中，所述氮化铝优选呈针状，所述氮化铝的长度优选为60～120nm，更优选为70～110nm，最优选为80～100nm；所述氮化铝的直径优选为5～15nm，更优选为7～12nm，最优选为10～12nm。在本发明中，所述氮化铝优选购买于上海超威纳米科技有限公司。

在本发明中，所述碳纳米管的质量优选占碳纳米管和氮化铝总质量的2～9％，更优选为3～8％，最优选为5～7％。

本发明采用的氮化铝(ALN)具有良好的耐热冲击性、介电性能和抗熔融金属侵蚀性能；碳纳米管(CNTs)具有比表面积大、纵横比高、机械强度优异、介电性能突出等优异特性，碳纳米管表面的官能团或化学键(碳碳键、羟基等含氧官能团)与氮化铝中的化学键发生了取代或者结合，提高了碳纳米管在碳纳米管-氮化铝吸波剂中的分散性，碳纳米管-氮化铝吸波剂的吸波性能优异。

本发明提供了上述技术方案所述碳纳米管-氮化铝吸波剂的制备方法，包括以下步骤：

将碳纳米管、氮化铝和无水分散剂混合，进行改性处理，得到碳纳米管-氮化铝吸波剂。

在本发明中，所述无水分散剂优选包括N,N-二甲基甲酰胺或无水乙醇，更优选为N,N-二甲基甲酰胺。在本发明中，所述氮化铝易与水发生水解反应，本发明以无水分散剂为无水分散剂，能够避免氮化铝发生副反应，进而提高碳纳米管-氮化铝吸波剂的吸波性能。在本发明中，所述碳纳米管质量和无水分散剂体积的比优选为1g：(2～4)L，更优选为1g：(2～3)L。

在本发明中，所述混合优选为超声分散；所述超声分散的温度优选为5～40℃，更优选为10～35℃；在本发明的实施例中，所述超声分散优选在室温条件下进行；所述超声分散的时间优选为60～180min，更优选为80～160min，最优选为90～150min。本发明采用超声分散能够使得碳纳米管和氮化铝更均匀的分散于所述无水分散剂中。

在本发明中，所述改性处理的温度优选为80～160℃，更优选为90～150℃，最优选为100～120℃；所述改性处理的时间优选为4～10h，更优选为5～8h，最优选为6～7h；升温到所述改性处理温度的速率优选为2～4℃/min，更优选为3℃/min，最优选为3.5℃/min。在本发明中，所述改性处理优选在油浴条件下进行。

在本发明中，所述改性处理过程中，为了避免油浴升温过程中温度过高引发无水分散剂产生气体挥发，优选在反应容器一侧添加冷凝管以起到冷凝或回流作用。在本发明中，所述改性处理过程中碳纳米管表面的官能团或化学键与氮化铝中的化学键发生了取代或者结合，提高了碳纳米管在碳纳米管-氮化铝吸波剂中的分散性和吸波性能。

所述改性处理后，本发明优选还包括改性处理所得吸波剂反应体系冷却至室温、固液分离、洗涤和干燥，得到碳纳米管-氮化铝吸波剂。本发明对于所述冷却的方式没有特殊限定，采用本领域熟知的冷却方式即可；在本发明的实施例中，所述冷却的方式优选为自然冷却。本发明对于所述固液分离的方式没有特殊限定，采用本领域熟知的固液分离方式即可；在本发明的实施例中，所述固液分离的方式优选为抽滤。在本发明中，所述洗涤优选包括依次进行的无水乙醇洗和超纯水洗，本发明对于所述无水乙醇洗和超纯水洗的次数没有特殊限定，洗涤后的溶液pH值接近7即可。本发明对于所述干燥的方式没有特殊限定，采用本领域熟知的干燥方式即可；在本发明的实施例中，所述干燥的方式优选为烘干。在本发明中，所述烘干的温度优选为55～85℃，更优选为60～80℃；所述烘干的时间优选为12～24h，更优选为15～21h。

本发明提供的制备方法操作简单，适宜工业化生产。而且在制备过程中碳纳米管不会发生团聚；得到的碳纳米管-氮化铝吸波剂吸波性能优异。

本发明提供了一种碳纳米管-氮化铝复合吸波材料，包括碳纳米管-氮化铝吸波剂和石蜡；

所述碳纳米管-氮化铝吸波剂为上述技术方案所述碳纳米管-氮化铝吸波剂或上述技术方案所述制备方法制备的碳纳米管-氮化铝吸波剂。

在本发明中，所述碳纳米管-氮化铝吸波剂和石蜡的质量比优选为1:9～2:3，更优选为1:4～3:7。

在本发明中，所述碳纳米管-氮化铝复合吸波材料中，所述石蜡的质量百分含量优选为60～90％，更优选为65～85％，最优选为70～80％。

在本发明中，所述碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的厚度优选为0.1～6mm，更优选为0.5～5.5mm，最优选为1～5mm。

本发明提供的碳纳米管-氮化铝复合吸波材料使用时厚度小、反射损耗大、吸波频宽范围广，吸波性能优异。

在本发明中，所述碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的制备方法，优选包括以下步骤：将碳纳米管-氮化铝吸波剂和石蜡混合，得到混合粉料；将所述混合粉料进行压环，得到碳纳米管-氮化铝复合吸波材料。

本发明对于所述混合的方式没有特殊限定，采用本领域熟知的混合方式即可。在本发明中，所述压环优选为将所述混合粉料置于压环模具中进行。本发明对于所述压环模具的尺寸没有特殊限定，采用本领域熟知的压环模具即可。在本发明的实施例中，所述压环模具的尺寸优选为：内径为3.04mm，外径为7.00mm，得到的碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的尺寸与模具尺寸一致。

本发明还提供了上述技术方案所述碳纳米管-氮化铝复合吸波材料在热敏元件、光敏元件、电子元件、智能元件或传感器中的应用。

在本发明中，所述应用的领域优选包括国防工业、光学领域、医学领域、电池领域或材料领域。

在本发明中，所述碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的作用是将测量到的外部信息按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息进行重新反应和输出，以满足对信息的传输、处理、显示和控制等要求；或者是将投射到材料表面的电磁波能量进行最大程度的吸收或减弱，从而最低程度的减少电磁波对于飞行器等本体的干扰，提高其生存和突防打击能力。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

容量为500mL的烧杯中加入300mL的DMF，加入20mg多壁碳纳米管(MWCNTs，长度为多为5～8μm、直径为30～35nm，壁厚约为0.06nm)和0.98g的氮化铝，将烧杯置于超声机中超声分散1h，得到混合液；将所述混合液转移至圆底烧瓶中，放入磁子，在圆底烧瓶一侧添加冷凝管，将实验装置固定于油浴装置中开始进行改性处理，在磁力搅拌条件下，以3.5℃/min的升温速率升温至130℃后改性反应9h。反应结束后将整个实验装置自然冷却至室温后将圆底烧瓶取出；将所得吸波剂溶液进行抽滤，得到固体；将所述固体依次进行无水乙醇洗和超纯水洗，然后在70℃的烘箱中干燥24h，得到碳纳米管-氮化铝吸波剂(简写为ALN@2％MWCNTs)。

实施例2

容量为500mL的烧杯中加入300mL的DMF，加入100mg多壁碳纳米管(长度为多为5～8μm、直径为30～35nm，壁厚约为0.06nm)和1.9g的氮化铝，将烧杯置于超声机中超声分散1.5h，得到混合液；将所述混合液转移至圆底烧瓶中，放入磁子，在圆底烧瓶一侧添加冷凝管，将实验装置固定于油浴装置中开始进行油浴实验，在磁力搅拌条件下，以3.5℃/min的升温速率升温至120℃后反应8h。反应结束后将整个实验装置自然冷却至室温后将圆底烧瓶取出；将所得吸波剂溶液进行抽滤，得到固体；将所述固体依次进行无水乙醇洗和超纯水洗，然后在70℃的烘箱中干燥24h，得到碳纳米管-氮化铝吸波剂(简写为ALN@5％MWCNTs)。

实施例3

容量为500mL的烧杯中加入300mL的DMF，加入140mg多壁碳纳米管(长度为多为5～8μm、直径为30～35nm，壁厚约为0.06nm)和1.86g的氮化铝，将烧杯置于超声机中超声分散1h，得到混合液；将所述混合液转移至圆底烧瓶中，放入磁子，在圆底烧瓶一侧添加冷凝管，将实验装置固定于油浴装置中开始进行油浴实验，在磁力搅拌条件下，以3.5℃/min的升温速率升温至120℃后反应8h。反应结束后将整个实验装置自然冷却至室温后将圆底烧瓶取出；将所得吸波剂溶液进行抽滤，得到固体；将所述固体依次进行无水乙醇洗和超纯水洗，然后在70℃的烘箱中干燥24h，得到碳纳米管-氮化铝吸波剂(简写为ALN@7％MWCNTs)。

实施例4

容量为500mL的烧杯中加入300mL的DMF，加入100mg多壁碳纳米管(长度为多为5～8μm、直径为30～35nm，壁厚约为0.06nm)和0.9g的氮化铝，将烧杯置于超声机中超声分散1h，得到混合液；将所述混合液转移至圆底烧瓶中，放入磁子，在圆底烧瓶一侧添加冷凝管，将实验装置固定于油浴装置中开始进行油浴实验，在磁力搅拌条件下，以3.5℃/min的升温速率升温至100℃后反应9h。反应结束后将整个实验装置自然冷却至室温后将圆底烧瓶取出；将所得吸波剂溶液进行抽滤，得到固体；将所述固体依次进行无水乙醇洗和超纯水洗，然后在60℃的烘箱中干燥24h，得到碳纳米管-氮化铝吸波剂(简写为ALN@10％MWCNTs)。

对比例1

容量为500mL的烧杯中加入300mL的DMF，加入150mg碳纳米管(长度为多为5～8μm、直径为30～35nm，壁厚约为0.06nm)和0.85g的氮化铝，将烧杯置于超声机中超声分散1h，得到混合液；将所述混合液转移至圆底烧瓶中，放入磁子，在圆底烧瓶一侧添加冷凝管，将实验装置固定于油浴装置中开始进行油浴实验，在磁力搅拌条件下，以3.5℃/min的升温速率升温至100℃后反应9h。反应结束后将整个实验装置自然冷却至室温后将圆底烧瓶取出；将所得吸波剂溶液进行抽滤，得到固体；将所述固体依次进行无水乙醇洗和超纯水洗，然后在60℃的烘箱中干燥24h，得到碳纳米管-氮化铝吸波剂(简写为ALN@15％MWCNTs)。

实施例1～4和对比例1制备的碳纳米管-氮化铝吸波剂的SEM图如图1所示，其中，(a)为实施例1，(b)为实施例2，(c)为实施例3，(d)为实施例4，(e)为对比例1。由图1可知，当碳纳米管含量过低时，氮化铝无法充分的与碳纳米管进行结合，互相之间的分散性较差，产生了较为严重的团聚，而当碳纳米管含量为7％时，所合成的材料形貌最好，氮化铝能较为均匀的分布在碳纳米管表面，对表面进行修饰，当碳纳米管的含量为15％时，碳纳米管发生严重的团聚。这是由于碳纳米管含量过大，会使得氮化铝无法充分的与碳纳米管进行复合，且更多的碳纳米管产生了严重的团聚现象，从而抑制了碳纳米管-氮化铝吸波剂的吸波性能。

氮化铝(ALN)、碳纳米管(MWCNTs)和实施例3制备的碳纳米管-氮化铝吸波剂的红外谱图如图2所示。由图2可知，通过对碳纳米管、氮化铝和碳纳米管-氮化铝吸波剂的红外波谱进行比较，可知本发明成功制备得到碳纳米管-氮化铝吸波剂。

实施例1～4制备的碳纳米管-氮化铝吸波剂的XRD如图3所示。由图3可知，本发明制备的碳纳米管-氮化铝吸波剂的衍射峰包含了碳纳米管和氮化铝的所有衍射峰，且随着碳纳米管含量的增加，所呈现的衍射峰信号越强，结晶度越高。

实施例5

将实施例1制备的ALN@2％MWCNTs与石蜡按照质量比为2:3混合，得到混合粉料；将所述混合粉料置于内径为3.04mm，外径为7.00mm的环状模具进行压环，得到碳纳米管-氮化铝复合吸波材料。

利用矢量网络分析仪(安捷伦KEYSIGHT，型号为N5232B)对环状碳纳米管-氮化铝复合吸波材料2～18GHz频率下进行电磁参数(介电常数和磁导率)的测量，通过相关参数及反射损耗计算公式得出碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的吸波性能，公式如下：

式(1)为反射损耗(RL)的计算公式，反射损耗的单位为dB；

式(2)为输入阻抗(Zin)的计算公式，其中，c为真空中光速(单位为m/s)，f为电磁波频率(单位是GHz)，d为吸收层厚度(单位为mm)，εr为复数介电常数，μr为复数磁导率，tanh为双曲正切函数，j代表复数虚部。

本实施例制备的碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的反射损耗如图4所示，其中，(a)为反射损耗3D图，(b)为反射损耗2D图。由图4可知，在测试频率2～18GHz条件下，碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的吸波性能数据：介电常数实部为5.79～5.30；介电常数虚部为1.00～1.39；磁导率实部为1.10～0.97；磁导率虚部为0.06～-0.07；反射损耗最低值为-20.26dB，对应频率出现在17.50GHz，材料厚度为5.8mm。

实施例6

将实施例2制备的ALN@5％MWCNTs与石蜡按照质量比为2:3混合，得到混合粉料；将所述混合粉料置于内径为3.04mm，外径为7.00mm的环状模具进行压环，得到碳纳米管-氮化铝复合吸波材料。

本实施例制备的碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的反射损耗如图5所示，其中，(a)为反射损耗3D图，(b)为反射损耗2D图。由图5可知，在测试频率2～18GHz条件下，碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的测试吸波性能数据：介电常数实部为12.40～5.60；介电常数虚部为6.84～3.11；磁导率实部为1.09～1.32；磁导率虚部为0.05～-0.02，反射损耗最低值为-41.19dB，对应频率出现在7.41GHz，材料厚度为3.4mm。

实施例7

将实施例3制备的ALN@7％MWCNTs与石蜡按照质量比为2:3混合，得到混合粉料；将所述混合粉料置于内径为3.04mm，外径为7.00mm的环状模具进行压环，得到碳纳米管-氮化铝复合吸波材料。

本实施例制备的碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的反射损耗如图6所示，其中，(a)为反射损耗3D图，(b)为反射损耗2D图。由图6可知，在测试频率2～18GHz条件下，碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的吸波性能数据：介电常数实部为13.69～6.67；介电常数虚部为6.30～3.26；磁导率实部为0.84～1.33；磁导率虚部为0.54～-0.13，反射损耗最低值为-47.35dB，对应频率出现在9.08GHz，材料厚度为2.9mm。

实施例8

将实施例4制备的ALN@10％MWCNTs按照质量比为2:3混合，得到混合粉料；将所述混合粉料置于内径为3.04mm，外径为7.00mm的环状模具进行压环，得到碳纳米管-氮化铝复合吸波材料。

本实施例制备的碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的反射损耗如图7所示，其中，(a)为反射损耗3D图，(b)为反射损耗2D图。由图7可知，在测试频率2～18GHz条件下，碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的吸波性能数据：介电常数实部为17.60～8.94；介电常数虚部为12.94～5.06；磁导率实部为1.10～1.21；磁导率虚部为0.05～-0.09，反射损耗最低值为-27.38dB，对应频率出现在14.66GHz，材料厚度为1.6mm。

对比例2

将对比例1制备的ALN@15％MWCNTs与石蜡按照质量比为2:3混合，得到混合粉料；将所述混合粉料置于内径为3.04mm，外径为7.00mm的环状模具进行压环，得到碳纳米管-氮化铝复合吸波材料。

本对比例制备的碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的反射损耗如图8所示，其中，(a)为反射损耗3D图，(b)为反射损耗2D图。由图8可知，采用实施例5的方法测试及计算方法吸波性能数据，在测试频率2～18GHz条件下，碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的吸波性能数据：介电常数实部为8.35～4.21；介电常数虚部为2.80～3.62；磁导率实部为1.12～1.06；磁导率虚部为0.07～-0.41，反射损耗最低值为-20.81dB，对应频率出现在10.64GHz，材料厚度为2.9mm。

实施例9

将实施例2制备的ALN@5％MWCNTs按照质量比为3:7混合，得到混合粉料；将所述混合粉料置于内径为3.04mm，外径为7.00mm的环状模具进行压环，得到碳纳米管-氮化铝复合吸波材料。

本实施例制备的碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的反射损耗如图9所示，其中，(a)为反射损耗3D图，(b)为反射损耗2D图。由图9可知，在测试频率2～18GHz条件下，碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的吸波性能数据：介电常数实部为9.32～4.31；介电常数虚部为3.75～4.01；磁导率实部为1.12～1.09；磁导率虚部为0.06～-0.48，反射损耗最低值为-24.57dB，对应频率出现在17.36GHz，材料厚度为1.9mm。

实施例10

将实施例3制备的ALN@7％MWCNTs按照质量比为3:7混合，得到混合粉料；将所述混合粉料置于内径为3.04mm，外径为7.00mm的环状模具进行压环，得到碳纳米管-氮化铝复合吸波材料。

本实施例制备的碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的反射损耗如图10所示，其中，(a)为反射损耗3D图，(b)为反射损耗2D图。由图10可知，在测试频率2～18GHz条件下，碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的吸波性能数据：介电常数实部为10.96～5.02；介电常数虚部为4.15～3.19；磁导率实部为1.15～1.31；磁导率虚部为0.08～-0.33，反射损耗最低值为-34.42dB，对应频率出现在7.69GHz，材料厚度为3.4mm。

对比例3

将碳纳米管与石蜡按照质量比为2:8混合，得到混合粉料；将所述混合粉料置于内径为3.04mm，外径为7.00mm的环状模具进行压环，得到碳纳米管-石蜡吸波材料。

本对比例制备的碳纳米管-石蜡吸波材料的反射损耗如图11所示，其中，(a)为反射损耗3D图，(b)为反射损耗2D图。由图11可知，在测试频率2～18GHz条件下，碳纳米管-石蜡吸波材料的吸波性能数据：介电常数实部为50.64～16.35；介电常数虚部为72.28～18.11；磁导率实部为1.15～1.42；磁导率虚部为0.07～-0.22，反射损耗最低值为-7.39dB，对应频率出现在15.95GHz，材料厚度为0.9mm。

实施例11

将实施例1制备的ALN@2％MWCNTs与石蜡按照质量比为1:9混合，得到混合粉料；将所述混合粉料置于内径为3.04mm，外径为7.00mm的环状模具进行压环，得到碳纳米管-氮化铝复合吸波材料。

实施例12

将实施例1制备的ALN@2％MWCNTs与石蜡按照质量比为2:8混合，得到混合粉料；将所述混合粉料置于内径为3.04mm，外径为7.00mm的环状模具进行压环，得到碳纳米管-氮化铝复合吸波材料。

实施例13

将实施例1制备的ALN@2％MWCNTs与石蜡按照质量比为3:7混合，得到混合粉料；将所述混合粉料置于内径为3.04mm，外径为7.00mm的环状模具进行压环，得到碳纳米管-氮化铝复合吸波材料。

实施例14

将实施例1制备的ALN@2％MWCNTs与石蜡按照质量比为4:6混合，得到混合粉料；将所述混合粉料置于内径为3.04mm，外径为7.00mm的环状模具进行压环，得到碳纳米管-氮化铝复合吸波材料。

实施例11～14制备的碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的介电常数和磁导率在2～18GHz范围内的变化曲线图如图12所示，其中，(a)为介电常数实部，(b)为介电常数虚部，(c)为磁导率实部，(d)为磁导率虚部。由图12可知，在测试频率2～18GHz范围内，介电常数实部为5.79～5.30；介电常数虚部为1.00～1.39；磁导率实部为1.10～0.97；磁导率虚部为0.06～-0.07。图12-15的具体数据已补充在对应位置。

实施例15

将实施例2制备的ALN@5％MWCNTs与石蜡按照质量比为1:9混合，得到混合粉料；将所述混合粉料置于内径为3.04mm，外径为7.00mm的环状模具进行压环，得到碳纳米管-氮化铝复合吸波材料。

实施例16

将实施例2制备的ALN@5％MWCNTs与石蜡按照质量比为2:8混合，得到混合粉料；将所述混合粉料置于内径为3.04mm，外径为7.00mm的环状模具进行压环，得到碳纳米管-氮化铝复合吸波材料。

实施例17

将实施例2制备的ALN@5％MWCNTs与石蜡按照质量比为3:7混合，得到混合粉料；将所述混合粉料置于内径为3.04mm，外径为7.00mm的环状模具进行压环，得到碳纳米管-氮化铝复合吸波材料。

实施例18

将实施例2制备的ALN@5％MWCNTs与石蜡按照质量比为4:6混合，得到混合粉料；将所述混合粉料置于内径为3.04mm，外径为7.00mm的环状模具进行压环，得到碳纳米管-氮化铝复合吸波材料。

实施例15～18制备的碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的介电常数和磁导率在2～18GHz范围内的变化曲线图如图13所示，其中，(a)为介电常数实部，(b)为介电常数虚部，(c)为磁导率实部，(d)为磁导率虚部。由图13可知，在测试频率2～18GHz范围内，介电常数实部为12.40～5.60；介电常数虚部为6.84～3.11；磁导率实部为1.09～1.32；磁导率虚部为0.05～-0.02。

实施例19

将实施例3制备的ALN@7％MWCNTs与石蜡按照质量比为1:9混合，得到混合粉料；将所述混合粉料置于内径为3.04mm，外径为7.00mm的环状模具进行压环，得到碳纳米管-氮化铝复合吸波材料。

实施例20

将实施例3制备的ALN@7％MWCNTs与石蜡按照质量比为2:8混合，得到混合粉料；将所述混合粉料置于内径为3.04mm，外径为7.00mm的环状模具进行压环，得到碳纳米管-氮化铝复合吸波材料。

实施例21

将实施例3制备的ALN@7％MWCNTs与石蜡按照质量比为3:7混合，得到混合粉料；将所述混合粉料置于内径为3.04mm，外径为7.00mm的环状模具进行压环，得到碳纳米管-氮化铝复合吸波材料。

实施例22

将实施例3制备的ALN@7％MWCNTs与石蜡按照质量比为4:6混合，得到混合粉料；将所述混合粉料置于内径为3.04mm，外径为7.00mm的环状模具进行压环，得到碳纳米管-氮化铝复合吸波材料。

实施例19～22制备的碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的介电常数和磁导率在2～18GHz范围内的变化曲线图如图14所示，其中，(a)为介电常数实部，(b)为介电常数虚部，(c)为磁导率实部，(d)为磁导率虚部。由图14可知，在测试频率2～18GHz范围内，介电常数实部为13.69～6.67；介电常数虚部为6.30～3.26；磁导率实部为0.84～1.33；磁导率虚部为0.54～-0.13。

实施例23

将实施例4制备的ALN@10％MWCNTs与石蜡按照质量比为1:9混合，得到混合粉料；将所述混合粉料置于内径为3.04mm，外径为7.00mm的环状模具进行压环，得到碳纳米管-氮化铝复合吸波材料。

实施例24

将实施例4制备的ALN@10％MWCNTs与石蜡按照质量比为2:8混合，得到混合粉料；将所述混合粉料置于内径为3.04mm，外径为7.00mm的环状模具进行压环，得到碳纳米管-氮化铝复合吸波材料。

实施例25

将实施例4制备的ALN@10％MWCNTs与石蜡按照质量比为3:7混合，得到混合粉料；将所述混合粉料置于内径为3.04mm，外径为7.00mm的环状模具进行压环，得到碳纳米管-氮化铝复合吸波材料。

实施例26

将实施例4制备的ALN@10％MWCNTs与石蜡按照质量比为4:6混合，得到混合粉料；将所述混合粉料置于内径为3.04mm，外径为7.00mm的环状模具进行压环，得到碳纳米管-氮化铝复合吸波材料。

实施例23～26制备的碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的介电常数和磁导率在2～18GHz范围内的变化曲线图如图15所示，其中，(a)为介电常数实部，(b)为介电常数虚部，(c)为磁导率实部，(d)为磁导率虚部。由图15可知，在测试频率2～18GHz范围内，介电常数实部为17.60～8.94；介电常数虚部为12.94～5.06；磁导率实部为1.10～1.21；磁导率虚部为0.05～-0.09。

实施例27

采用实施例5的方法测试及计算方法吸波性能数据，在测试频率2～18GHz条件下，碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的测试吸波性能数据：介电常数实部为3.65～3.57；介电常数虚部为0.41～0.50；磁导率实部为1.12～0.94；磁导率虚部为0.06～-0.07，反射损耗最低值为-4.93dB，对应频率出现在9.59GHz，材料厚度为4.9mm。

实施例28

采用实施例5的方法测试及计算方法吸波性能数据，在测试频率2～18GHz条件下，碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的测试吸波性能数据：介电常数实部为6.54～5.26；介电常数虚部为2.14～3.37；磁导率实部为1.10～0.83；磁导率虚部为0.06～-0.24，反射损耗最低值为-15.16dB，对应频率出现在17.33GHz，材料厚度为2.1mm。

实施例29

采用实施例5的方法测试及计算方法吸波性能数据，在测试频率2～18GHz条件下，碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的测试吸波性能数据：介电常数实部为7.57～5.97；介电常数虚部为1.88～2.11；磁导率实部为0.83～1.00；磁导率虚部为0.12～-0.08，反射损耗最低值为-21.83dB，对应频率出现在16.46GHz，材料厚度为5.7mm。

实施例30

采用实施例5的方法测试及计算方法吸波性能数据，在测试频率2～18GHz条件下，碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的测试吸波性能数据：介电常数实部为8.35～4.21；介电常数虚部为2.80～3.62；磁导率实部为1.12～1.06；磁导率虚部为0.07～-0.41，反射损耗最低值为-20.91dB，对应频率出现在10.64GHz，材料厚度为2.9mm。

综上所示，本发明制备的碳纳米管-氮化铝复合吸波材料的吸波性能优异。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

一种碳纳米管-氮化铝吸波剂及其制备方法、碳纳米管-氮化铝复合吸波材料及其应用专利购买费用说明