[發明專利]一種柵格化透波設計的電熱薄膜與隱身超材料的復合結構及其制備方法

在審

• 申請號: 202310169631.5
• 申請日: 2023-02-27
• 公開（公告）號: CN116191052A
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 沈一洲;張子豪;王禎;付旭
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H01Q17/00
• 分類號: H01Q17/00;H01Q15/00;H01Q1/28;H05B3/20;B64D15/12
• 代理公司: 西安瀚匯專利代理事務所(普通合伙) 61279
• 代理人: 汪重慶

1.一種柵格化透波設計的電熱薄膜與隱身超材料的復合結構，其特征在于，包括：柵格結構化電熱層(1)和由階梯結構磁性材料吸波器(21)和金屬接地層(3)構成的吸波隱身層(2)；

其中，所述吸波隱身層(2)設置在所述柵格結構化電熱層(1)的下端；

所述吸波隱身層(2)的階梯結構磁性材料吸波器(21)連接柵格結構化電熱層(1)；

所述超材料吸波器(21)由多個相同磁性材料單元呈周期排列的陣列結構構成。

2.如權利要求1所述的柵格化透波設計的電熱薄膜與隱身超材料的復合結構，其特征在于，所述柵格結構化電熱層(1)的制備方法，包括如下步驟：

步驟1，將極性溶液、樹脂、碳材料按質量比為7:1:0.25～0.4混合，得液態混合物；

步驟2，用磁力攪拌器對所得液態混合物進行充分攪拌，用超聲清洗器進行超聲處理；

步驟3，待液態混合物內的樹脂顆粒充分溶解后，用刮膜器進行處理成薄膜狀，再對濕膜干燥處理得電熱薄膜，即為柵格結構化電熱層的材料；

步驟4，對干燥后的電熱薄膜進行裁剪處理，得到柵格結構化的電熱薄膜，即最終的柵格結構化電熱層。

3.如權利要求2所述的柵格化透波設計的電熱薄膜與隱身超材料的復合結構，其特征在于，步驟1中，所述樹脂為環氧樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、聚偏二氟乙烯、聚酰亞胺樹脂、聚四氟乙烯樹脂和有機硅樹脂中的任意一種或幾種的混合物；

所述極性溶液為四氫呋喃、N,N二甲基甲酰胺等有機溶劑；

所述碳材料為炭黑、石墨、石墨烯、碳納米管、碳纖維中的任意一種或幾種的混合物。

4.如權利要求2所述的柵格化透波設計的電熱薄膜與隱身超材料的復合結構，其特征在于，步驟2中，所述攪拌的溫度為60℃，時間為1h；所述超聲處理的時間為0.25h。

5.如權利要求2所述的柵格化透波設計的電熱薄膜與隱身超材料的復合結構，其特征在于，步驟3中，所述干燥處理的溫度為80℃，時間為1h。

6.如權利要求1所述的柵格化透波設計的電熱薄膜與隱身超材料的復合結構，其特征在于，所述磁性材料單元為由四層規格不同的立方體磁性材料縱向堆疊而成的階梯結構。

7.如權利要求1所述的柵格化透波設計的電熱薄膜與隱身超材料的復合結構，其特征在于，所述磁性材料由羧基鐵粉和樹脂組成；所述金屬接地層(3)為金屬銅材質制備而成，厚度為0.02～0.03mm，電導率為5.8×10⁷S/m。

8.如權利要求6所述的柵格化透波設計的電熱薄膜與隱身超材料的復合結構，其特征在于，所述磁性材料單元的四層由上向下分別為：第一層、第二層、第三層、第四層；

其中，第一層磁性材料邊長為11.0～13.0mm，層高0.8～1.2mm；所述第二層磁性材料邊長為13.0～15.0mm，層高0.8～1.2mm；所述第三層磁性材料邊長為15.0～17.0mm，層高2.0～2.4mm；所述第四層磁性材料邊長為17.0～19.0mm，層高2.0～2.4mm。

9.一種如權利要求1-8中任一項所述的柵格化透波設計的電熱薄膜與隱身超材料的復合結構及其制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，將羰基鐵粉和樹脂按質量比為4:1-3:2在VM300SA3型行星式重力攪拌機攪拌混合，混合均勻后再拉片成型，調整SY-6215-A1雙輥開煉機的兩個輥輪距離形成目標厚度的吸波貼片；

步驟2，用3015雙驅結構激光切割機或CNCBSG-4000數控回轉切割機的方式將整幅面的吸波貼片按照所述磁性材料單元的四層貼片尺寸要求切割成亞波長尺寸的薄片；

步驟3，將不同尺寸的方形貼片按照所設計的階梯結構粘合而成階梯結構磁性材料吸波器(21)，并均勻的排列在以金屬接地層(3)為底的平面內，形成吸波隱身層(2)；

步驟4，用膠黏劑將柵格結構化電熱層(1)和吸波隱身層(2)連接，得到柵格化透波設計的電熱薄膜與隱身超材料的復合結構。