[发明专利]三维结构超材料的制备方法及三维结构超材料

说明书

【技术领域】

本发明涉及人造材料技术领域，特别的，涉及一种三维结构超材料的制备方法及三维结构超材料。

【背景技术】

随着雷达探测、卫星通讯、航空航天等高新技术的快速发展，以及抗电磁干扰、隐形技术、微波暗室等研究领域的兴起，微波吸收材料的研究越来越受到人们的重视。超材料可以出现非常奇妙的电磁效应，可用于吸波材料和隐形材料等领域，成为吸波材料领域研究的热点。

超材料的性质和功能主要来自于其内部的结构，如何精确制备具有周期排列的三维精细结构成为超材料制备技术的关键。

超材料可以是包括传统吸波材料的阻抗变换层和低阻抗谐振层的多层人工材料，对于叠层装的超材料，可将传统吸波材料作为填充材料填充到超材料结构中，以提高其吸波性能。传统吸波材料主要包括有机高分子材料和无机粉体复合材料。相对于高分子材料，无机粉体复合材料具有更好的电磁特性，因此具有更广泛的应用。在加工工艺上，高分子材料可以利用高分子相变注塑成型等加工工艺，而对于无机材料可以采用溶胶-凝胶(sol-gel)技术加工。但是溶胶-凝胶制备技术往往需要高温烧结，影响加工精度，例如，在1000℃的高温下，陶瓷基体和导体共烧，使用原有的金属布线就会破坏铜和银等导体的特性，使微结构阵列内部结构散乱，气孔率上升，也会使阻抗增大。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是提供一种三维结构超材料的制备方法及三维结构超材料，能够以复合化的工艺进行叠层，可提高加工精度，且工艺流程简单。

为解决上述技术问题，本发明一实施例提供了一种三维结构超材料的制备方法，包括：

将高分子材料与粉末状无机材料均匀混合，获得混合材料；

将所述混合材料加压成型出片状；

在片状混合材料上形成一层铜箔；

在所述铜箔上形成预设的微结构阵列图形，获得超材料板；

对至少两个所述超材料板进行叠层，获得三维结构超材料。

本发明另一实施例还提供了采用上述三维结构超材料的制备方法制备的三维结构超材料。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：采用复合材料工艺，将高分子材料与粉末状无机材料混合，获得混合材料，以该混合材料为衬底，制备超材料板，然后对至少两个超材料板进行叠层，整个过程没有烧结工艺，不需要考虑收缩率和基片变形等问题，因此可提高加工精度；根据复合化的特点，可以获得所需电磁参数；另外由于加入了高分子材料，相对于无机材料，减轻了重量。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种三维结构超材料的制备方法流程图；

图2是本发明实施例二提供的一种三维结构超材料的制备方法流程图；

图3是本发明实施例三提供的一种三维结构超材料的制备方法流程图；

图4是本发明实施例四提供的一种三维结构超材料的结构示意图。

【具体实施方式】

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它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一、

参见图1，为本发明实施例一提供的一种三维结构超材料的制备方法流程图，该方法包括如下步骤：

S11：将高分子材料与粉末状无机材料均匀混合，获得混合材料。

例如，高分子材料为树脂；无机材料为微波陶瓷(CaO-MgO-SiO₂)。

S12：将混合材料加压成型出片状。

具体的，在预设的温度下，将混合材料加压成型，形成半固化片。其中：预设的温度是以能够使混合材料呈半固化状态进行设定的。

S13：在片状混合材料上形成一层铜箔。

S14：在铜箔上形成预设的微结构阵列图形，获得超材料板。

其中：预设的微结构阵列图形中的各微结构可以为轴对称结构，包括：“工”字形结构、“十”字形结构、或“王”字形结构；预设的微结构陈列图形中的各微结构也可以为非轴对称结构，包括：“卐”字形、不等边三角形、平行四边形或不规则闭合曲线。