[發(fā)明專利]一種基于馬賽克結(jié)構(gòu)的吸波材料及其設(shè)計(jì)方法、制作方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811068652.3
• 申請(qǐng)日: 2018-09-13
• 公開（公告）號(hào): CN109195429A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁黎明;許勇剛;戴飛;張?jiān)?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海無線電設(shè)備研究所
• 主分類號(hào): H05K9/00
• 分類號(hào): H05K9/00;C08K7/18
• 代理公司: 上海元好知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31323
• 代理人: 劉琰

本發(fā)明公開了一種基于馬賽克結(jié)構(gòu)的吸波材料及其設(shè)計(jì)方法、制作方法。所述吸波材料具有一定厚度的底部；所述底部表面設(shè)置有周期排列的正方形結(jié)構(gòu)單元；所述底部與正方形結(jié)構(gòu)單元的材料相同；所述正方形結(jié)構(gòu)單元之間設(shè)有間隔；所述吸波材料的底部內(nèi)設(shè)有用于增強(qiáng)底部力學(xué)性能的呢絨絲網(wǎng)。本發(fā)明所設(shè)計(jì)的吸波材料在X波段具有優(yōu)異的電磁吸收性能，在整個(gè)X波段范圍內(nèi)反射率能夠達(dá)到?10dB及以上。本發(fā)明所提供的吸波材料不僅具有良好微波吸收性能，而且具有良好力學(xué)性能，為高性能柔性吸波材料制造提供了一種有效的技術(shù)方案。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電磁防護(hù)處理技術(shù)和電磁功能材料制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于馬賽克(Mosaic)結(jié)構(gòu)的吸波材料及其設(shè)計(jì)方法、制作方法。

背景技術(shù)

隨著電子工業(yè)、無線電通訊等技術(shù)的迅速發(fā)展，電磁波輻射對(duì)環(huán)境的危害日益突出，對(duì)常用的通信和計(jì)算機(jī)等電子系統(tǒng)造成嚴(yán)重危害。吸波材料能夠?qū)﹄姶挪ㄟM(jìn)行有效吸收，并能防止電磁波的二次散射，因此，吸波材料在電磁防護(hù)上正發(fā)揮著越來越重要的作用。柔性吸波材料由于吸波性能好、表面適應(yīng)性強(qiáng)、使用方便，已逐漸成為吸波材料研究的熱點(diǎn)。

現(xiàn)有的有關(guān)柔性吸波材料的報(bào)道多為橡膠基吸波貼片或纖維絲織布，如中國發(fā)明專利CN102427712A給出了一種馬賽克拼合的電磁屏蔽片材及其制備方法，將碳纖維長絲束屈曲排列的電磁屏蔽片切片和碳纖維長絲束伸直排列的電磁屏蔽片切片以馬賽克方式拼合在一起，通過這種馬賽克拼合的二級(jí)結(jié)構(gòu)很好地兼顧兩者在吸波效能上的優(yōu)勢(shì)，提高材料的整體吸波值和吸波頻率范圍，該發(fā)明通過碳纖維長絲束的排列和組合的方式來改善材料的電磁性能。中國發(fā)明專利CN101407975A敘述了一種柔性非織造吸波材料的制備方法及其制品，該吸波材料為吸波碳纖維和滌綸纖維混合針刺法非織造布，通過纖維原料的選配、纖維混合、梳理成網(wǎng)、鋪網(wǎng)和加固五個(gè)步驟成型，這種吸波材料具有良好的吸波效果、質(zhì)地輕、易鋪卷等優(yōu)點(diǎn)。中國發(fā)明專利CN104505598A提供了一種金屬/柔性介質(zhì)層/金屬周期結(jié)構(gòu)吸波材料及其制備方法，其為在柔性襯底的一面沉積金屬膜，在柔性襯底的另一面旋涂電子束光刻膠，曝光光刻膠形成周期結(jié)構(gòu)的光刻膠圖形，再沉積一層金屬膜并進(jìn)行剝離，可以通過調(diào)整周期結(jié)構(gòu)的形狀、周期和介質(zhì)層的厚度調(diào)節(jié)電磁波的吸收頻段。2011年第38卷第6期《世界橡膠工業(yè)》期刊中公開文獻(xiàn)“橡膠吸波材料研究進(jìn)展”綜合論述了柔性橡膠吸波材料的吸收機(jī)制以及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀。2015年第43卷第9期《棉紡織技術(shù)》期刊中公開文獻(xiàn)“吸波涂層織物的制備及其力學(xué)性能研究”報(bào)道了以滌綸織物為基布，以環(huán)氧樹脂為基體，在基布上進(jìn)行鐵氧體復(fù)合涂層整理，制備0.5毫米涂層厚度的柔性紡織涂層復(fù)合織物。這些已有的技術(shù)方案與本發(fā)明提出的電磁吸波材料性能調(diào)節(jié)方法、制備方法、物理特性增強(qiáng)方法等方面存在明顯的差異。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于馬賽克(Mosaic)結(jié)構(gòu)的吸波材料及其設(shè)計(jì)方法、制作方法，該吸波材料不僅具有良好微波吸收性能，而且具有良好力學(xué)性能，為高性能柔性吸波材料制造提供了一種有效的技術(shù)方案。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種基于馬賽克結(jié)構(gòu)的吸波材料，其中，所述吸波材料具有一定厚度的底部；所述底部表面設(shè)置有周期排列的正方形結(jié)構(gòu)單元；所述底部與正方形結(jié)構(gòu)單元的材料相同；所述正方形結(jié)構(gòu)單元之間設(shè)有間隔；所述吸波材料的底部內(nèi)設(shè)有用于增強(qiáng)底部力學(xué)性能的呢絨絲網(wǎng)。

本發(fā)明還提供了一種上述的基于馬賽克結(jié)構(gòu)的吸波材料的設(shè)計(jì)方法，其包含以下步驟：

步驟1：吸波材料的配方設(shè)計(jì)：根據(jù)不同電磁吸收劑含量和材料總的厚度下的吸波材料在所關(guān)注的吸收頻率范圍內(nèi)的反射率，確定最優(yōu)的吸波材料中電磁吸收劑含量以及吸波材料總的厚度；

步驟2：吸波材料結(jié)構(gòu)優(yōu)化：將吸波材料底部的厚度和正方形結(jié)構(gòu)單元之間的間隔寬度設(shè)為定值，并根據(jù)不同正方形結(jié)構(gòu)單元邊長下的吸波材料在所關(guān)注的吸收頻率范圍內(nèi)的反射率，確定最優(yōu)的正方形結(jié)構(gòu)單元邊長。

上述的基于馬賽克結(jié)構(gòu)的吸波材料的設(shè)計(jì)方法，其中，所述步驟1包括以下步驟：