渐变型吸波材料及其制备方法
阅读：414发布：2024-02-27
专利汇可以提供渐变型吸波材料及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种渐变型吸波材料及其制备方法，通过制备吸波剂浓度呈渐变分布的渐变型吸波材料，一方面由于渐变型吸波材料内部渐变分布的吸波剂，提高了渐变型吸波材料的电磁损耗效率，使得 电磁波 在经过所述渐变型吸波材料内部时被最大程度的吸收；另一方面由于在所述渐变型吸波材料复合了透波性质的透波材料，使得电磁波在经过所述渐变型吸波材料表面时，最大限度的进入到所述渐变型吸波材料的内部。这样本发明同时实现了吸波材料对电磁波的低反射高衰减，优化了吸波材料的性能。，下面是渐变型吸波材料及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种渐变型吸波材料制备方法，其特征在于，该渐变型吸波材料的制备方法包括如下步骤：
a、将吸波材料填入模具中；
b、震荡所述模具，使所述吸波材料中的吸波剂浓度在垂直方向上自上而下逐渐增加；
c、将震荡后所述模具中吸波材料的表面抹平，冷却固化，得到渐变型吸波材料。
2.如权利要求1所述的渐变型吸波材料制备方法，其特征在于，所述吸波材料包括由吸波剂及透波结构材料复合构成的吸波材料，或者由金属或合金的高温溶液构成的吸波材料。
3.如权利要求1所述的渐变型吸波材料制备方法，其特征在于，所述吸波剂粒径0.05～
100微米，所述部分吸波剂粒径小于另一部分吸波剂粒径。
4.如权利要求2所述的渐变型吸波材料制备方法，其特征在于，所述透波结构材料包括胶体、SiO2和三氧化二铝混合纤维、SiC纤维及Si3N4纤维中的一种或其组合。
5.如权利要求1所述的渐变型吸波材料制备方法，其特征在于，所述吸波剂包括银粉、铜粉、镍包铜粉、镍铁粉及铁粉中的一种或其组合。
6.如权利要求1所述的渐变型吸波材料制备方法，其特征在于，步骤b中所述模具采用振荡器混匀，其中震荡频率为1100Hz/s～50000Hz/s。
7.如权利要求1所述的渐变型吸波材料制备方法，其特征在于，所述模具内至少具有一个锥形腔。
8.如权利要求7所述的渐变型吸波材料制备方法，其特征在于，所述锥形腔的基部厚度为0.1mm～10mm，锥底直径为0.2mm～20mm、锥高为0.2mm～50mm。
9.如权利要求1所述的渐变型吸波材料制备方法，其特征在于，在步骤c之后还包括：
将固化后的所述渐变型吸波材料放入方形模具中，注入液态透波材料层，至齐平所述方形模具开口端；
冷却固化，形成受保护渐变型吸波材料；
其中，所述方形模具的高度与所述渐变型吸波材料的高度相同。
10.如权利要求1所述的渐变型吸波材料制备方法，其特征在于，在步骤c之后还包括：
将所述渐变型吸波材料内浓度高的一侧粘胶贴合或者高温浇注上屏蔽材料层；
所述屏蔽材料层由导电液态硅胶及吸波屏蔽剂复合构成，或者由高电导率金属或合金构成。
11.一种渐变型吸波材料，其特征在于，由如权利要求1-10中任意一项所述的吸波材料制备方法制备成型。
渐变型吸波材料及其制备方法
技术领域
背景技术
[0002] 随着电子产品的广泛普及，由电子产品辐射的电磁波干扰也日趋严重，给人们的工作生活环境带来了不可抗的负面作用，而传统的电磁波的吸收材料尚不能满足市场需求。对于电磁波吸收材料而言，单一电磁波吸收剂吸波频带较窄，而且无法解决反射问题，再综合考虑材料的尺寸和力学性能，所以一般采用电磁波吸收体的形式进行多元复合。电磁波吸收复合材料的设计通常主要解决以下两个问题：一是怎样使更多的电磁波进入材料的内部，而不是从表面反射回去，即必须考虑波阻抗匹配；另一个是如何在很短的距离内使电磁波在介质中被最大限度地吸收，即提高材料的电磁损耗效率。但在许多场合，实现波阻抗匹配和提高电磁损耗效率是一对矛盾。以电阻型吸波材料为例，电导率的增大可提高电磁损耗效率，但是却易使电磁波从材料表面反射回去，难以达到较佳的波阻抗匹配。
发明内容
[0003] 本发明的主要目的是提出一种渐变型吸波材料及其制备方法，优化了吸波材料对电磁波高吸收低反射的性能。
[0004] 为实现上述目的，本发明提出一种渐变型吸波材料制备方法，该渐变型吸波材料的制备方法包括如下步骤：
[0005] a、将吸波材料填入模具中；
[0006] b、震荡所述模具，使所述吸波材料中的吸波剂浓度在垂直方向上自上而下逐渐增加；
[0007] c、将震荡后所述模具中吸波材料的表面抹平，冷却固化，得到渐变型吸波材料。
[0008] 进一步地，所述吸波材料包括由吸波剂及透波结构材料复合构成的吸波材料，或者由金属或合金的高温溶液构成的吸波材料。
[0009] 进一步地，所述吸波剂粒径0.05～100微米，所述部分吸波剂粒径小于另一部分吸波剂粒径。
[0013] 进一步地，所述模具内至少具有一个锥形腔。
[0014] 进一步地，所述锥形腔的基部厚度为0.1mm～10mm，锥底直径为0.2mm～20mm、锥高为0.2mm～50mm。
[0015] 进一步地，在步骤c之后还包括：
[0016] 将固化后的所述渐变型吸波材料放入方形模具中，注入液态透波材料层，至齐平所述方形模具开口端；
[0017] 冷却固化，形成受保护渐变型吸波材料；
[0018] 其中，所述方形模具的高度与所述渐变型吸波材料的高度相同。
[0019] 进一步地，在步骤c之后还包括：
[0020] 将所述渐变型吸波材料内浓度高的一侧粘胶贴合或者高温浇注上屏蔽材料层；
[0023] 相较于现有技术，本发明实现了以下的有益效果：
[0024] 本发明通过制备吸波剂浓度呈渐变分布的渐变型吸波材料，一方面由于渐变型吸波材料内部渐变分布的吸波剂，提高了渐变型吸波材料的电磁损耗效率，使得电磁波在经过所述渐变型吸波材料内部时被最大程度的吸收；另一方面由于在所述渐变型吸波材料复合了透波性质的透波材料，使得电磁波在经过所述渐变型吸波材料表面时，最大限度的进入到所述渐变型吸波材料的内部。这样本发明同时实现了吸波材料对电磁波的低反射高衰减，优化了吸波材料的性能。附图说明
[0025] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0026] 图1为本发明一实施例中渐变型吸波材料的制备流程图；
[0027] 图2为本发明一实施例中渐变型吸波材料经震荡后吸波材料内部吸波剂的分布图；
[0028] 图3为本发明另一实施例中锥形吸波材料立体图；
[0029] 图4为本发明又一实施例中锥形吸波材料结构示意图。
[0030] 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0031] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032] 需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0033] 另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0034] 本发明提出一种渐变型吸波材料制备方法，适用于制备高性能的电磁波吸收材料。
[0035] 参见图1-2，本发明提出一种渐变型吸波材料制备方法，该渐变型吸波材料的制备方法包括如下步骤：
[0036] 步骤S100、将吸波材料填入模具中；
[0037] 步骤S200、震荡所述模具，使所述吸波材料中的吸波剂浓度在垂直方向上自上而下逐渐增加；
[0038] 步骤S300、将震荡后所述模具中吸波材料的表面抹平，冷却固化；
[0039] 步骤S400、得到渐变型吸波材料。
[0040] 进一步地，本发明中的吸波材料包括由吸波剂及透波结构材料复合构成的吸波材料，或者金属或合金的高温溶液构成的吸波材料。应当理解的是，由吸波剂及透波结构材料复合构成的吸波材料填入模具前需将吸波剂掺入透波结构材料中，升温熔融震荡混溶形成均匀混料，然后再将混料填入模具中震荡冷却形成渐变型吸波材料；而金属或合金本身即是吸波剂，因而用金属或合金的高温溶液直接浇注到锥形模具中震荡冷却即可制备成渐变型吸波材料。
[0041] 参见图3，在上述实施例中，需要注意的是：选用的震荡设备为振荡混溶器，优选超声波振荡器，其中震荡频率为1100Hz/s～50000Hz/s。所述模具为锥形模具，所述锥形腔的基部厚度t为0.1mm～10mm，锥底直径d为0.2mm～20mm、锥高h为0.2mm～50mm；所述模具内至少具有一个锥形腔。同时所述吸波剂粒径为0.05～100微米，所述部分吸波剂粒径小于另一部分吸波剂粒径。所述吸波剂包括银粉、铜粉、镍包铜粉、镍铁粉及铁粉中的一种或其组合。本实施例中优选铁粉。
[0042] 在本发明中，所述透波结构材料包括胶体、SiO2和三氧化二铝混合纤维、SiC纤维及Si3N4纤维中的一种或其组合。
[0043] 本实施例中优选耐高温的玻璃熔液及特种玻璃熔液。
[0044] 参见图4，本实施例中，通过对渐变型吸波材料1制备方法的进一步优化，得到性能优良的电磁波吸收材料。当电磁波在经过所述渐变型吸波材料1制备方法制作的渐变型吸波材料1时，一方面由于渐变型吸波材料1内部渐变分布的吸波剂，提高了渐变型吸波材料1的电磁损耗效率，使得电磁波在经过所述渐变型吸波材料1内部时被最大程度的吸收；另一方面由于在所述渐变型吸波材料1复合了透波性质的透波材料，使得电磁波在经过所述渐变型吸波材料1表面时，最大限度的进入到所述渐变型吸波材料1的内部，更微量的电磁波被反射，从而降低了电磁波的反射率。这样本发明同时实现了渐变型吸波材料1对电磁波的低反射高衰减，优化了渐变型吸波材料1的性能。
[0045] 进一步地，在本发明中，所述渐变型吸波材料1呈片状，厚度为0.3mm～50mm。
[0046] 在本发明中，步骤c之后还包括：
[0047] 步骤S410，将固化后的所述渐变型吸波材料1放入方形模具中，注入液态透波材料层，至齐平所述方形模具开口端；
[0048] 步骤S420，冷却固化，形成受保护渐变型吸波材料；
[0049] 其中，所述方形模具的高度与所述渐变型吸波材料1的高度相同。
[0050] 在本实施例中，为了进一步保护所述渐变型吸波材料1的锥形结构，在锥形的渐变型吸波材料1锥形部浇注了透波材料2。使得所述渐变型吸波材料1在使用过程中其锥状结构不易变形，进一步增强了所述渐变型吸波材料1的耐挤压性，优化了渐变型吸波材料1的使用性能。
[0051] 本发明中，在步骤c之后还包括：
[0052] 步骤S510，将所述渐变型吸波材料1内浓度高的一侧粘胶贴合或者高温浇注上屏蔽材料层3；
[0053] 所述屏蔽材料层3由导电液态硅胶及吸波屏蔽剂复合构成，或者由高电导率金属或合金构成。
[0055] 上述实施例中，为了进一步优化渐变型吸波材料1对电磁波的抗干扰能力，还设置了屏蔽材料层3。电磁波源位于所述渐变型吸波材料1内部吸波剂浓度较低的一侧，所述电磁波源从低浓度吸波剂一侧的渐变型吸波材料1表面射入，由于本发明中渐变型吸波材料1的特性，所述电磁波微量被反射，大量穿入渐变型吸波材料1内部并在所述渐变型吸波材料1内部衰减，在经过所述屏蔽材料层3靠近所述渐变型吸波材料1侧的表面时，所述电磁波再度被反射进渐变型吸波材料1进行二次渐变型吸波材料1的内部衰减，这样很大程度上提高了渐变型吸波材料1的内部电磁波高衰减率。
[0056] 在一实施例中，所述屏蔽材料层3由30％导电液态硅胶以及70％吸波屏蔽剂混合构成，或者由高导电率的金属或合金构成。
[0057] 本发明还提供一种渐变型吸波材料1，由上述渐变型吸波材料1制备方法制备成型。该渐变型吸波材料1的详细内容可参考上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本发明渐变型吸波材料1中使用了上述渐变型吸波材料1制备方法生产，因此，本发明渐变型吸波材料1包括上述渐变型吸波材料1制备方法全部实施例中涉及的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。
[0058] 为具体说明本发明中渐变型吸波材料1的制备方法的实际效果，具体参考实施例如下：
[0059] 实施例组1：
[0060] 所述吸波剂与透波结构材料的原料按质量百分比为：
[0062] 选用的震荡频率为1100Hz/s，选用模具基部厚度t为0.2mm，锥底直径d为1mm，锥高h为1.5mm(参见图2)。
[0063] 选用上述实施例组1中的原材料制备吸波材料，选用吸波剂均匀分布的吸波材料作为对照组1；实施例1中的吸波材料中的吸波剂设置为渐变型分布；实施例2中的吸波材料中的吸波剂成渐变型分布且在吸波材料的锥状处复合上了透波材料层；实施例3中的吸波材料中的吸波剂成渐变型分布且在吸波材料的锥状处复合上了透波材料层，在吸波材料吸波剂分布均匀一侧设置了屏蔽材料层。具体结合方式如下表：
[0064]
[0065] 在上述选用的原材料实验条件下，以YD-T1644.1-2007(手持和身体佩戴使用的无线通信设备对人体的电磁照射-人体模型、仪器和规程)的测试标准，检测所述电磁波吸收材料在2.4G频段时的吸收效果如下(表中数据均为百分比值)：
[0066]
[0067] 实施例组2：
[0068] 所述吸波剂与透波结构材料的原料按质量百分比为：
[0069]吸波剂 特种玻璃高温溶液
50％ 50％
50％ 50％
[0070] 选用的震荡频率为1100Hz/s，选用模具基部厚度t为0.2mm，锥底直径d为1mm，锥高h为1.5mm(参见图2)。
[0071] 选用上述实施例组2中的原材料制备吸波材料，选用吸波剂均匀分布的吸波材料作为对照组2；实施例4中的吸波材料中的吸波剂设置为渐变型分布；实施例5中的吸波材料中的吸波剂成渐变型分布且在吸波材料的锥状处复合上了透波材料层；实施例6中的吸波材料中的吸波剂成渐变型分布且在吸波材料的锥状处复合上了透波材料层，在吸波材料吸波剂分布均匀一侧设置了屏蔽材料层。具体结合方式如下表：
[0072]
[0073] 在上述选用的原材料实验条件下，以YD-T1644.1-2007(手持和身体佩戴使用的无线通信设备对人体的电磁照射-人体模型、仪器和规程)的测试标准，检测所述电磁波吸收材料在2.4G频段时的吸收效果如下(表中数据均为百分比值)：
[0074]
[0075] 实施例组3：
[0076] 在本实施例组中，均选用镍铁合金高温溶液浇注锥形模具制成吸波材料。
[0077] 选用的震荡频率为1100Hz/s，选用首次模具浇注吸波剂与基体熔融液，基部厚度t为0.2mm，锥底直径d为1mm，锥高h1.5mm(参见图3)。选用二次模具于基体再次浇注镍铁合金熔融液屏蔽层，厚度为0.5mm
[0078] 选用上述实施例组3中的原材料制备吸波材料，选用吸波剂均匀分布的吸波材料作为对照组3；实施例7中的吸波材料中的吸波剂设置为渐变型分布；实施例8中的吸波材料中的吸波剂成渐变型分布且在吸波材料的锥状处复合上了透波材料层；实施例9中的吸波材料中的吸波剂成渐变型分布且在吸波材料的锥状处复合上了透波材料层，在吸波材料吸波剂分布均匀一侧设置了屏蔽材料层。具体结合方式如下表：
[0079] 吸波材料的制备
实施例7 镍铁合金高温溶液(吸波剂呈渐变型分布)
实施例8 镍铁合金高温溶液(吸波剂呈渐变型分布)+透波材料层
实施例9 镍铁合金高温溶液(吸波剂呈渐变型分布)+透波材料层+屏蔽材料层
对照组3 镍铁合金高温溶液(吸波剂均匀分布)
实施例7 镍铁合金高温溶液(吸波剂呈渐变型分布)
实施例8 镍铁合金高温溶液(吸波剂呈渐变型分布)+透波材料层
实施例9 镍铁合金高温溶液(吸波剂呈渐变型分布)+透波材料层+屏蔽材料层
对照组3 镍铁合金高温溶液(吸波剂均匀分布)
[0080] 在上述选用的原材料实验条件下，以YD-T1644.1-2007(手持和身体佩戴使用的无线通信设备对人体的电磁照射-人体模型、仪器和规程)的测试标准，检测所述电磁波吸收材料在2.4G频段时的吸收效果如下(表中数据均为百分比值)：
[0081]
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