[發(fā)明專利]一種復(fù)合吸波材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210975882.8
• 申請日: 2022-08-15
• 公開（公告）號: CN115260988B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姬廣斌;陳子明
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: C09K3/00
• 分類號: C09K3/00;C08K3/04;C08L63/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李倩

本發(fā)明公開了一種復(fù)合吸波材料及其制備方法，所述復(fù)合吸波材料包括電阻膜介質(zhì)板以及位于電阻膜介質(zhì)板上的吸波材料；所述吸波材料為多個呈矩陣式排布的圓錐臺結(jié)構(gòu)，圓錐臺結(jié)構(gòu)的直徑呈連續(xù)梯度變化；電阻膜介質(zhì)板包括介質(zhì)基板以及貼合在介質(zhì)基板上的電阻膜，吸波材料與電阻膜介質(zhì)板覆有電阻膜的一側(cè)貼合。當(dāng)電磁波射入時，經(jīng)過呈矩陣式排布的圓錐臺結(jié)構(gòu)的吸波材料吸收和電磁膜介質(zhì)板干涉諧振吸收，實現(xiàn)了復(fù)合吸波材料在2～18GHz(S、C、X、Ku波段)的高電磁波吸收率，本發(fā)明復(fù)合吸波材料在2～18GHz帶寬下反射損耗均能達到?15dB以下。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種吸波材料，尤其涉及一種復(fù)合吸波材料及其制備方法。

背景技術(shù)

為減少電磁污染，越來越多吸波材料被開發(fā)和應(yīng)用，電磁波吸收的兩個條件分別為阻抗匹配與衰減吸收，其中，阻抗匹配可以保證電磁波高效地入射到吸波體中，而衰減吸收則是確保入射到吸波體中的電磁波被損耗掉，兩者缺一不可，石墨粉由于其導(dǎo)電性能優(yōu)越，可以提供高效的電導(dǎo)損耗而被廣泛應(yīng)用于吸波材料中；

Huang等人提取了飛蛾的復(fù)眼的微米結(jié)構(gòu)并結(jié)合羰基鐵粉和聚氨酯原料制成吸波薄膜，8.04～17.88GHz可以達到-10dB的吸收(Huang?L.X.；Duan?Y.P.；Dai?X.H.；ZengY.S.；Ma?G.J.；Liu?Y.；Gao?S.H.；Zhang?W.P.；(Bioinspired?Metamaterials:MultibandsElectromagnetic?Wave?Adaptability?and?Hydrophobic?Characteristics,Small?15(2019)1902730)，但是這些應(yīng)用大多數(shù)都集中在可見光和紅外波段且吸收波段較窄；同時，電磁波入射后，雖然能對微波進行吸收但仍有部分電磁波穿透吸波材料，導(dǎo)致對電磁波吸收率較低。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明目的旨在提供一種具有頻帶吸收寬以及吸收率高的復(fù)合吸波材料，同時提供上述復(fù)合吸波材料的制備方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的復(fù)合吸波材料，包括電阻膜介質(zhì)板以及位于電阻膜介質(zhì)板上的吸波材料；所述吸波材料為多個呈矩陣式排布的圓錐臺結(jié)構(gòu)，圓錐臺結(jié)構(gòu)的直徑呈連續(xù)梯度變化；電阻膜介質(zhì)板包括介質(zhì)基板以及貼合在介質(zhì)基板上的電阻膜，吸波材料與電阻膜介質(zhì)板覆有電阻膜的一側(cè)貼合。

進一步地，每個所述圓錐臺結(jié)構(gòu)的高度為15～20mm，上底面半徑為1.5～3.5mm，下底面半徑為5.5～7.5mm，所述呈矩陣式排布的圓錐臺結(jié)構(gòu)中，矩陣的行數(shù)不少于20，列數(shù)不少于20，相鄰圓錐臺結(jié)構(gòu)中心軸線的水平距離為11～15mm。

沿縱向，圓錐臺結(jié)構(gòu)直徑呈連續(xù)梯度變化，這樣的結(jié)構(gòu)當(dāng)電磁波入射時可以盡可能多的入射到吸波材料內(nèi)部，而不是被反射掉，未進入吸波材料的電磁波經(jīng)密集排列的圓錐臺結(jié)構(gòu)反射形成反射損耗，形成了較好的阻抗匹配效果，有利于呈矩陣式排布的圓錐臺結(jié)構(gòu)吸波材料對電磁波的高效吸收。

進一步地，所述電阻膜介質(zhì)板中，電阻膜的電阻值為145～155Ω，介質(zhì)基板介電常數(shù)為1～1.1，介質(zhì)基板的厚度為3～5mm，所述電阻膜與介質(zhì)基板尺寸一致，介質(zhì)基板的尺寸大于呈矩陣式排布的圓錐臺結(jié)構(gòu)的吸波材料的尺寸。

電阻膜介質(zhì)板吸波原理是厚度干涉吸收，發(fā)生第一次干涉吸收時，電阻膜介質(zhì)板厚度為有效波長的1/4，而當(dāng)電阻膜介質(zhì)板厚度為有效波長的1/2時，電阻膜介質(zhì)板會產(chǎn)生強反射，此處電阻膜的厚度忽略不計，因此介質(zhì)基板的厚度不宜過大；提高介質(zhì)基板的介電常數(shù)雖然可以減小電阻膜介質(zhì)板的厚度，但是同時會減小其吸收帶寬，因此介質(zhì)基板的介電常數(shù)不宜過大。

進一步地，所述圓錐臺結(jié)構(gòu)吸波材料由如下質(zhì)量份數(shù)的組分組成：導(dǎo)電石墨粉20～30份和環(huán)氧樹脂膠60～90份；環(huán)氧樹脂膠作為填充基材，最終得到表面較光滑的圓錐臺結(jié)構(gòu)。所述電阻膜介質(zhì)板中電阻膜為氧化銦錫薄膜，介質(zhì)基板為發(fā)泡聚丙烯。

上述復(fù)合吸波材料的制備方法，包括如下步驟：