[發明專利]兼具寬頻吸收和高承載性能的吸波體及其制備方法

在審

• 申請號: 202211330217.X
• 申請日: 2022-10-27
• 公開（公告）號: CN115832717A
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 尹生;龍昌;彭學剛;王俊鵬;尹春明;于帥;韓俊華;何驚華
• 申請（專利權）人: 航天科工武漢磁電有限責任公司
• 主分類號: H01Q17/00
• 分類號: H01Q17/00;H05K9/00
• 代理公司: 武漢維盾知識產權代理事務所(普通合伙) 42244
• 代理人: 彭永念

本發明提供了一種兼具寬頻吸收和高承載性能的吸波體及其制備方法。該吸波體包括承載框架，承載框架為多個均勻連續的框架單元，每個框架單元內設有吸波椎體，吸波椎體的底部與承載框架底部連接，椎體上部截去尖錐，為平頂部。本發明使用具有高含量吸波材料的復合材料制備吸波椎體部分，保證了整體結構的高吸波性能；同時使用低摻雜樹脂制備承載框架，保證了整體結構的高力學強度，通過3D打印成型，可以兼顧隱身和承載的雙方面需求。

技術領域

本發明涉及電磁隱身技術領域，具體涉及一種兼具寬頻吸收和高承載性能的吸波體及其制備方法。

背景技術

隨著現代科技的發展，各種探測技術和電磁干擾信號的不斷增強，對于寬帶且高效吸收電磁波的材料要求越來越高。微波吸波材料能有效的吸收、衰減入射的電磁波而廣泛應用于軍事隱身、電磁屏蔽等電磁防護方面。傳統的吸波材料如吸波貼片，吸波涂料等，雖然能夠實現寬帶吸收，但是其制備工藝復雜，成型周期長，結構的承載能力較差等限制了它們在一些場合如曲面復雜結構，快速修補等需求的應用。

CN111873404 A中公開了一種基于3D打印的空間多層吸波體的制備方法，其采用3D打印直接制備框架結構部分和吸波填料部分，且將框架結構部分和吸波填料部分緊密貼合。發明人研究發現，使用垂直貼合結構，未能充分利用空間結構，存在阻抗匹配差的固有缺點，在實現寬頻吸收電磁波方面有一定的缺陷。

發明內容

本發明提供一種兼具寬頻吸收和高承載性能的吸波體及其制備方法，該吸波體為結構承載一體化設計，通過3D打印成型，其具有寬帶吸波特性，承載特性好，結構簡單，易于生產加工。

本發明的技術方案是，一種兼具寬頻吸收和高承載性能的吸波體，該吸波體包括底座，底座上設有承載框架，承載框架為多個均勻連續的框架單元，每個框架單元內設有吸波椎體，吸波椎體的底部與承載框架底部連接，椎體上部截去尖錐，為平頂部。

進一步地，所述承載框架的橫截面為三角形、四邊形、六邊形、圓形中的一種或幾種形狀的規律排列；承載框架的壁厚為0.3-3mm。

進一步地，所述承載框架采用樹脂材料摻雜0.1~1%的碳納米管、乙炔炭黑、短切炭纖維或短切石英纖維制成。

進一步地，所述吸波椎體內部為中空結構，頂部設有貫通孔。

進一步地，所述吸波椎體壁厚從底部至頂部逐漸變薄。

進一步地，所述吸波椎體采用吸波材料和樹脂制成，其中吸波材料占總材料質量的20%-80%。

進一步地，吸波材料為羰基鐵粉、含鐵的磁性金屬合金粉末或鐵氧體磁性粉末，或石墨烯、導電炭黑、炭納米管的碳系材料的一種或多種。

進一步地，所述承載框架和吸波椎體均含有樹脂材料，樹脂材料為聚乙烯（PE）、ABS樹脂、聚醚醚酮(PEEK)、聚乳酸(PLA)、聚酰亞胺(PI) 、聚碳酸酯（PC）、尼龍(PA)高性能聚合物材料中的一種或多種。

本發明還涉及所述吸波體的制備方法，具體步驟為：

S1、使用三維繪圖軟件繪制出吸波體三維模型，將繪制好的三維模型導入到3D打印機中，設置噴嘴溫度、打印速度、噴嘴對應材料相關工藝參數，得到用于3D打印的指令文件；

S2、使用步驟1)中得到的3D打印指令文件，由多噴嘴系統制備承載框架和吸波椎體；由兩個或兩個以上的噴嘴打印吸波椎體，由兩個或兩個以上的噴嘴打印承載框架部分，即得。

進一步地，承載框架和吸波椎體的材料在進行3D打印之前分別混合拉絲制備為型材，3D打印時先加熱融化后經噴嘴逐層打印固化成型。

本發明具有以下有益效果：