[發明專利]一種基于3D打印的波浪形電磁吸波混凝土結構

有效

• 申請號: 201910051846.0
• 申請日: 2019-01-21
• 公開（公告）號: CN109516744B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 馬國偉;孫浚博;劉雄飛;楊熙;張宇曉
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;B33Y10/00;B33Y70/10
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長杰

本發明為一種基于3D打印的波浪形電磁吸波混凝土結構，該混凝土結構由一層層的水平波浪形混凝土條層壓堆積構成，相鄰兩層混凝土條之間的層壓高度D為3～6mm，層壓波浪形深度K為1?5mm；每個混凝土條的寬度T為10～15mm，混凝土條的波正交角tanθ在1/3?1范圍內。該混凝土結構運用3D打印技術的使得x?y?z軸都擁有均勻規律的波浪形吸波結構，相比于傳統的單層板結構，波浪形特種混凝土能夠全方面降低多方向的電磁波回波。

技術領域

本發明涉及混凝土技術領域，具體來說涉及一種基于3D打印的波浪形電磁吸波混凝土結構。

背景技術

建筑級3D打印技術日益發展，能夠利用機電一體化技術，自動將水泥基材料層層打印成所設計結構，是一種新型建造技術。該技術快速、靈活、效率高，在道路、橋梁、建筑等領域發展顯著。由于該技術設計自由度大、環境污染小、施工速度快、建造靈活性高、人工成本低、自動化程度高，該技術被廣泛推廣。混凝土3D打印技術可以將各種固態的膠凝材料、碳材料、金屬材料以及液態的化學添加劑用于材料的制備，有利于對材料功能性、耐久性的改善。

第二次世界大戰期間,人們開始涉及電磁吸波材料的研制和應用技術，如今己得到了廣泛的應用。電子科學技術發展迅速,電磁吸波材料的應用范圍也不斷擴大，不僅僅在軍事領域,在信息傳播、電磁兼容、微波率富射防護等民用方面的應用也日益頻繁。人們研究了眾多的電磁波吸波材料,其中碳纖維吸波材料是目前研究和應用最為廣泛的吸波材料之一。然而,目前的碳纖維吸波材料通常采用傳統的Dallenbach結構,吸波帶寬有限,且目前的研究主要基于實驗手段,研制周期長。因此,拓展吸波帶寬及提升吸波反射率是當前電磁吸波材料領域的一個重要問題。

目前，現有的電磁吸波混凝土基本為平面板結構(單層或者多層)，其不足之處在于空間結構簡單，電磁吸波效率低，無法多次反射電磁波，表面直接電磁波反射大，表層電磁吸波能力較低。

發明內容

本發明的目的是，提供一種基于3D打印的波浪形電磁吸波混凝土結構。該混凝土結構運用3D打印技術的使得x-y-z軸都擁有均勻規律的波浪形吸波結構，相比于傳統的單層板結構，波浪形特種混凝土能夠全方面降低多方向的電磁波回波。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種基于3D打印的波浪形電磁吸波混凝土結構，其特征在于，該混凝土結構由一層層的水平波浪形混凝土條層壓堆積構成，相鄰兩層混凝土條之間的層壓高度D為3～6mm，層壓波浪形深度K為1-5mm；每個混凝土條的寬度T為10～15mm，混凝土條的波正交角tanθ在1/3-1范圍內。

上述的基于3D打印的波浪形電磁吸波混凝土結構的制備方法，其特征在于，該方法的步驟是：將可3D打印的電磁吸波混凝土泵送至3D打印機的打印噴頭內，靜置5-7min，設置打印噴頭出口截面積為120-160mm²，擠出速度為0.01-0.05m³/h，水平向打印速度為170-190cm/min，垂直向打印速度為0.7-0.9m/h；按照以上打印參數進行打印，得到打印結構體。

與現有的混凝土材料相比，本發明的有益效果是：

1由于材料和空氣的電磁參數的不同，波浪形結構更有利于促進電磁空間匹配的失衡，尤此導致了透入混凝土結構的方向發生變化，并改變了表面電磁波反射的方向降低接收到的電磁波，經過多重的變化，最終可以有效降低反射的電磁波。

2,表面層的波浪結構使復合材料的阻抗由原來的階梯狀突變改為連續性變化,有利于抑制電磁波由于阻抗突變引起的反射，由于本發明在水平界面和豎直界面均可以形成規律的波浪形，結合行程三維立體空間的電磁吸波結構，可以應對任意方向的電磁波污染。