[發(fā)明專利]三維結(jié)構(gòu)超材料的制備方法及三維結(jié)構(gòu)超材料

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110215397.2
• 申請(qǐng)日: 2011-07-29
• 公開（公告）號(hào): CN102904047A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉若鵬;趙治亞;王書文;王文劍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳光啟高等理工研究院;深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H01Q15/00
• 分類號(hào): H01Q15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及人造材料技術(shù)領(lǐng)域，特別的，涉及一種三維結(jié)構(gòu)超材料的制備方法及三維結(jié)構(gòu)超材料。

【背景技術(shù)】

隨著雷達(dá)探測(cè)、衛(wèi)星通訊、航空航天等高新技術(shù)的快速發(fā)展，以及抗電磁干擾、隱形技術(shù)、微波暗室等研究領(lǐng)域的興起，微波吸收材料的研究越來越受到人們的重視。超材料可以出現(xiàn)非常奇妙的電磁效應(yīng)，可用于吸波材料和隱形材料等領(lǐng)域，成為吸波材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。

超材料的性質(zhì)和功能主要來自于其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，如何精確制備具有周期排列的三維精細(xì)結(jié)構(gòu)成為超材料制備技術(shù)的關(guān)鍵。

超材料可以是包括傳統(tǒng)吸波材料的阻抗變換層和低阻抗諧振層的多層人工材料，對(duì)于疊層裝的超材料，可將傳統(tǒng)吸波材料作為填充材料填充到超材料結(jié)構(gòu)中，以提高其吸波性能。傳統(tǒng)吸波材料主要包括有機(jī)高分子材料和無機(jī)粉體復(fù)合材料。相對(duì)于高分子材料，無機(jī)粉體復(fù)合材料具有更好的電磁特性，因此具有更廣泛的應(yīng)用。在加工工藝上，高分子材料可以利用高分子相變注塑成型等加工工藝，而對(duì)于無機(jī)材料可以采用溶膠-凝膠(sol-gel)技術(shù)加工。但是溶膠-凝膠制備技術(shù)往往需要高溫?zé)Y(jié)，影響加工精度，例如，在1000℃的高溫下，陶瓷基體和導(dǎo)體共燒，使用原有的金屬布線就會(huì)破壞銅和銀等導(dǎo)體的特性，使微結(jié)構(gòu)陣列內(nèi)部結(jié)構(gòu)散亂，氣孔率上升，也會(huì)使阻抗增大。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種三維結(jié)構(gòu)超材料的制備方法及三維結(jié)構(gòu)超材料，能夠以復(fù)合化的工藝進(jìn)行疊層，可提高加工精度，且工藝流程簡(jiǎn)單。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一實(shí)施例提供了一種三維結(jié)構(gòu)超材料的制備方法，包括：

將高分子材料與粉末狀無機(jī)材料均勻混合，獲得混合材料；

將所述混合材料加壓成型出片狀；

在片狀混合材料上形成一層銅箔；

在所述銅箔上形成預(yù)設(shè)的微結(jié)構(gòu)陣列圖形，獲得超材料板；

對(duì)至少兩個(gè)所述超材料板進(jìn)行疊層，獲得三維結(jié)構(gòu)超材料。

本發(fā)明另一實(shí)施例還提供了采用上述三維結(jié)構(gòu)超材料的制備方法制備的三維結(jié)構(gòu)超材料。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：采用復(fù)合材料工藝，將高分子材料與粉末狀無機(jī)材料混合，獲得混合材料，以該混合材料為襯底，制備超材料板，然后對(duì)至少兩個(gè)超材料板進(jìn)行疊層，整個(gè)過程沒有燒結(jié)工藝，不需要考慮收縮率和基片變形等問題，因此可提高加工精度；根據(jù)復(fù)合化的特點(diǎn)，可以獲得所需電磁參數(shù)；另外由于加入了高分子材料，相對(duì)于無機(jī)材料，減輕了重量。

【附圖說明】

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種三維結(jié)構(gòu)超材料的制備方法流程圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種三維結(jié)構(gòu)超材料的制備方法流程圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種三維結(jié)構(gòu)超材料的制備方法流程圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例四提供的一種三維結(jié)構(gòu)超材料的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例一、

參見圖1，為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種三維結(jié)構(gòu)超材料的制備方法流程圖，該方法包括如下步驟：

S11：將高分子材料與粉末狀無機(jī)材料均勻混合，獲得混合材料。

例如，高分子材料為樹脂；無機(jī)材料為微波陶瓷(CaO-MgO-SiO₂)。

S12：將混合材料加壓成型出片狀。

具體的，在預(yù)設(shè)的溫度下，將混合材料加壓成型，形成半固化片。其中：預(yù)設(shè)的溫度是以能夠使混合材料呈半固化狀態(tài)進(jìn)行設(shè)定的。

S13：在片狀混合材料上形成一層銅箔。

S14：在銅箔上形成預(yù)設(shè)的微結(jié)構(gòu)陣列圖形，獲得超材料板。

其中：預(yù)設(shè)的微結(jié)構(gòu)陣列圖形中的各微結(jié)構(gòu)可以為軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，包括：“工”字形結(jié)構(gòu)、“十”字形結(jié)構(gòu)、或“王”字形結(jié)構(gòu)；預(yù)設(shè)的微結(jié)構(gòu)陳列圖形中的各微結(jié)構(gòu)也可以為非軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，包括：“卐”字形、不等邊三角形、平行四邊形或不規(guī)則閉合曲線。