[发明专利]一种超材料制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及超材料领域，更具体地说，涉及一种超材料制备方法。 

背景技术

超材料是一种新型人工材料，能够对电磁波有特殊的响应，从而起到对电磁波进行汇聚、发散、偏折等作用，可应用范围非常广。如图1所示，超材料是由至少一个超材料片层3构成的，每个超材料片层3包括基板1和附着在基板1上且以一定规则排布的多个人造微结构2。人造微结构2是由金属丝组成具有一定几何形状而构成的。每个基板1的厚度通常在0.2-0.5mm之间，其面积尺寸根据实际应用需求而定，小至用在手机天线上，大至用于雷达上。 

在一些超材料面积较大的应用场合，可能对其不同局部要求有不同的电磁响应特性，例如有些局部要求介电常数高，有些局部需要防腐防酸性气体，普通的基板1不能达到这样的效果。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种超材料制备方法。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种超材料制备方法，包括如下步骤： 

S1、制作多块基板，每块基板所选用的原料不完全相同； 

S2、在每块所述基板上附着人造微结构，得到超材料片层； 

S3、将制得的多个超材料片层组装成一体。 

在本发明的超材料制备方法中，所述基板的原料包括酚醛树脂、环氧树脂和/或聚酰胺。 

在本发明的超材料制备方法中，所述S1选用热压成型工艺，温度135-170℃，压力250-350Psi。 

在本发明的超材料制备方法中，所述步骤S2由如下步骤完成： 

S20、在所述基板上附着金属层； 

S21、将所述金属层加工去料，余下人造微结构。 

在本发明的超材料制备方法中，所述步骤S20采用电镀、沉积方式实现，所述步骤S21采用蚀刻方式实现。 

在本发明的超材料制备方法中，所述步骤S2由如下步骤完成： 

P20、在所述基板上附着保护层，所述保护层上具有与人造微结构形状相同的镂孔； 

P21、在所述保护层上附着金属层，且经过所述镂孔的金属层局部直接附着在基板上； 

P22、去除保护层及其上的金属层，余下直接附着在基板上的金属层部分形成人造微结构。 

在本发明的超材料制备方法中，所述保护层为光刻胶或光刻薄膜。 

在本发明的超材料制备方法中，所述步骤P21采用电镀、沉积方式实现。 

在本发明的超材料制备方法中，所述步骤S2采用打印的方式，将金属粉直接打印到基板上组成几何图案而形成人造微结构。 

实施本发明的超材料制备方法，具有以下有益效果：采用混合材料制造基板，可根据需求，对基板的各个局部选用不同的基板，以满足一些特殊环境和应用条件的要求。 

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中： 

图1是超材料的结构示意图； 

图2是本发明的整体流程图； 

图3是步骤S2为第一种方式的流程图； 

图4是步骤S2为第二种方式的流程图； 

图5是步骤S2为第三种方式的流程图。 

具体实施方式

如图2所示，本发明涉及一种超材料制备方法，用来制造各种超材料，步骤如下： 

S1、制作多块基板，每块基板所选用的原料不完全相同； 

S2、在每块所述基板上附着人造微结构，得到超材料片层； 

S3、将制得的多个超材料片层组装成一体。 

由于超材料是一种对电磁场有特殊响应的材料，其内部各个超材料单元的电磁响应特征值如介电常数、磁导率、折射率等可以相同，也可以不同。而这些电磁响应特征值是有该超材料单元的基板1和基板1上的人造微结构2共同决定的，因此，超材料所选用的基材也是决定超材料电磁特性的影响因素之一。 

本发明的创新点在于，选用至少两种原料来制备超材料基板，例如分别由原料a和原料b制得的基板A和基板B相间排列，即A、B、A、B……循环，或者超材料中间局部的几块基板选用原料A，两边的基板均选用原料B，等等。 

这样设计的好处在于，通过选用混合原料来制造基材，并设计一定的基板分布规则，可以实现特殊的电磁响应要求。