[發明專利]一種與偏振無關的高性能可調諧復合型微波吸收材料

無效

• 申請號: 200910043002.8
• 申請日: 2009-03-31
• 公開（公告）號: CN101518964A
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發明（設計）人: 鄒艷紅;文雙春;羅海陸;劉洪波;蔣樂勇
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: B32B3/22
• 分類號: B32B3/22;B32B15/04;B32B33/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所
• 代理人: 周小平

技術領域

本發明涉及復合材料領域，具體涉及復合微波吸收材料領域。

背景技術

微波吸收材料是雷達隱身技術發展的關鍵，目前世界各軍事大國正在爭先恐后地開發 各種新型微波吸收材料。但無論是國內外應用多年的炭黑、鐵氧體、金屬微粉、多晶鐵纖 維，還是近年來發展的以納米材料為代表的新型微波吸收劑，仍存在隱身頻帶窄、吸波能 力不夠強、涂層較厚而且面密度較大等問題。

發明內容

本發明旨在提供一種可顯著提高微波的吸收率，并使微波吸收頻段向低頻方向移動， 從而可以大大擴寬吸收帶寬，且制作方法簡單、成本低的復合微波吸收材料。

本發明通過如下方案實現：

見圖1，在兩微波吸收涂層1和3中間嵌入一圓形結構超常材料2，形成夾心結構，k 方向為電磁波入射方向。圖2是圓形結構超常材料2的平面示意圖，它是在無機非金屬板 4的兩面對稱覆有多個圓形金屬片單元5，金屬片單元組成矩陣，相鄰兩個圓心之間的距 離6為4-16mm，圓形片5的半徑為1-6mm。

為達到更好的吸收效果，所述金屬片單元相鄰兩個圓心間的距離6優選6-12mm，圓 形片5的半徑優選2-4mm。

無機非金屬板可選擇下材料中的一種：玻璃纖維板、特氟龍板、石英玻璃板。

為更好控制復合材料的整體厚度，圓形結構超常材料2厚度為0.1-0.6mm，金屬片厚 度為0.01-0.05mm。

本發明中微波吸收涂層中的主要成份——微波吸收劑，可以選擇以下現有公知的材料 中的一種：過渡金屬/石墨納米復合材料、過渡金屬-石墨層間化合物、炭黑、鐵 氧體、金屬微粉、多晶鐵纖維、羰基鐵粉。

本發明所述的超常材料是指一些具有天然材料所不具備的超常物理性質的人工復合 結構或復合材料，通過在材料關鍵物理尺度上的結構有序設計，可突破某些表觀自然規律 的限制，從而獲得超出自然界固有的普通性質的超常材料功能。超常材料具有許多獨特、 新穎的物理性質，如負的折射率、反常的Cerenkov效應、逆的Doppler效應等，這些奇異 的特性并不是由物質內在的物理特性決定的，而是與其尺寸、結構、排列情況以及形狀等 宏觀因素密切相關。

本發明方案的復合材料可通過以下方法制備得到：

首先在無機非金屬纖維板上通過現有技術中的印刷、光刻等方式將其兩面覆上圓形 金屬片單元，達到設計的要求，制作成對稱的圓形結構超常材料；之后，將微波吸收劑、 粘結劑和固化劑按一定比例調配而成的微波吸收漿料均勻噴涂在在起支撐作用的鋁板上， 以形成微波吸收涂層；之后將上述圓形結構超常材料放置于第一微波吸收涂層上，最后再 將微波吸收漿料均勻噴涂在超常材料表面，由此制作得到夾心結構的復合微波吸收材料。

與現有普通微波吸收材料相比，本發明具有最大的優點就是在材料厚度增加很小的情 況下，仍可顯著提高微波的吸收率，并使微波吸收頻段向低頻方向移動，從而可以大大擴 寬吸收帶寬。同時，本發明涉及的微波吸收材料的吸收性能與入射電磁波的偏振方向無關， 并且可通過改變圓片的直徑與間距調節其吸收率。另外本發明方案的材料制備工藝非常簡 單、成本低。

附圖說明

圖1：本發明方案復合材料的截面示意及相對的電磁波入射方向和電場強度方向示意圖

圖2：圓形結構超常材料平面示意圖

圖3：實施例1的各材料的頻率-反射損耗對比曲線

圖4：實施例2的各材料的頻率-反射損耗對比曲線

具體實施方式

實施例1

首先是以印刷方式在玻璃纖維板4的正反兩面覆上圓形銅片5，金屬片單元組成矩陣， 圓形銅片的半徑為2mm，相鄰兩個圓心之間的距離6為5mm，金屬片厚度為0.01mm，超常 材料的厚度為0.35mm。制作得到了圓形結構超常材料。

將微波吸收劑羰基鐵粉與粘結劑環氧樹脂按質量比為1∶3的比例充分混合均勻，再加 入適量的固化劑，充分混合均勻制得微波吸收漿料，將該漿料噴涂在支撐鋁板上，并固化 成膜，得到微波吸收涂層1，控制涂層厚度為1.65mm；然后在上述微波吸收涂層1的外表面 放置的圓形超常材料2，再將微波吸收劑羰基鐵粉與粘結劑環氧樹脂按質量比為1∶3的比 例充分混合均勻后噴涂超常材料表面上，得到微波吸收涂層3，涂層厚度控制在0.3mm，由 此形成了夾心結構的復合微波吸收材料；