[發明專利]石墨烯填充蜂窩芯吸波隱身復合材料的制造方法

有效

• 申請號: 202111382209.5
• 申請日: 2021-11-22
• 公開（公告）號: CN114030269B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 李鈞甫;鄔祚強;徐杰;彭堅;陳苗苗;文友誼
• 申請（專利權）人: 成都飛機工業（集團）有限責任公司
• 主分類號: B32B37/12
• 分類號: B32B37/12;B32B37/14;B32B38/00;B32B3/12;B32B1/06;B32B7/12;B32B29/02;B32B9/04;B32B9/00;B32B17/02;B32B17/06;B32B15/20;B32B15/12
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 程余

本發明公開了一種石墨烯填充蜂窩芯吸波隱身復合材料的制造方法，屬于復合材料成型技術領域，包括步驟：提前制作并裁切蒙皮至所需大小；使用專用膠膜將蜂窩芯材料常溫粘接在蒙皮上，向蜂窩芯材料的芯格內填充不同含量或不同成分的石墨烯粉體材料；填充完畢后，在蜂窩芯材料的上表面再覆蓋專用膠膜，然后放置已固化復合纖維板，組裝進熱壓罐固化，最終形成石墨烯填充蜂窩芯吸波復合材料。本發明可以針對不同的吸波頻段需求，通過更改蜂窩芯材料的結構，或者填充的石墨烯材料的成分、含量，制作出滿足多種吸波頻段需求的石墨烯填充蜂窩芯吸波隱身復合材料。

技術領域

本發明涉及復合材料領域，具體涉及石墨烯填充蜂窩芯吸波隱身復合材料的制造方法。

背景技術

石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化軌道構成的單原子層、六圓環蜂窩晶格結構。這種特殊的二維結構賦予了石墨烯優異的強度、韌度、透光性、電導率和導熱率。尤其是其電學性能，石墨烯在費米面附近的線性類狄拉克函數電子態密度分布使石墨烯成為一種零帶隙半導體材料或準金屬導體。室溫下石墨烯的載流子遷移率可達15000?cm2/V·s，是硅材料的10倍，也是已知載流子遷移率最高的物質銻化銦（InSb）的2倍以上。加之石墨烯的優異透光性能和超強韌的力學特性，使石墨烯在柔韌性電連接、透明電極、可彎折觸控屏薄膜、可穿戴微電子設備中有巨大的應用前景。

近些年，石墨烯及其衍生物對雷達波的吸波特性已得到科技界和工程領域的廣泛認識。其吸波特性源自于材料自身的多孔結構、超大比表面積、電磁學性能、熱學性能等綜合作用的結果。由于超大的比表面積，石墨烯大量暴露的化學鍵在電磁場的作用下更容易因為外層電子的極化弛豫而衰減電磁波。加上自身良好的導電性及高的介電常數，以及用化學法制備出的石墨烯由于有大量缺陷和官能團的殘留，使得石墨烯的電導率降低，同時這些缺陷和官能團的出現可以產生費米能級的局域化態，這些均有利于對電磁波的吸收和衰減，為石墨烯在吸波領域的應用提供了依據。

目前提出的吸波機理有如下幾個方面：

（1）多孔結構，容易和空氣形成阻抗匹配，更多地引入電磁波；

（2）孔洞形成的無數界面，使得電磁波發生多次反射、折射，形成多次衰減而消耗電磁波；

（3）石墨烯片層結構及其表面的無數褶皺，可以更多方向反射電磁波，并形成互相干涉而消耗電磁波；

（4）石墨烯的高導電性，形成更多的渦流效應而產生熱損耗。

相對于常用的鐵氧體吸波劑，石墨烯的質輕、穩定等特性在吸波材料領域具有潛在的應用前景。然而，石墨烯雖然具備吸波特性，但純石墨烯的吸波能力相對較弱，常通過引入缺陷或摻雜的手段提高其吸波性能。

早在2011年以前，哈工大和621所就通過化學方法對氧化石墨烯進行還原反應，得到了具有表面缺陷的石墨烯，這些表面缺陷更加有利于電磁波的吸收。

蜂窩夾層結構是常用的結構吸波結構，其主要具有以下優勢：（1）由于夾芯的作用，可較全面的滿足結構件輕、強、剛的要求；（2）從吸波性能考慮，從表面透波層進入結構的電磁波，可通過夾芯結構進行多次散射和吸收，因此夾層結構更容易實現電磁波在結構中的“透、吸、散”作用。