[发明专利]一种基于包覆型复合材料的吸波贴片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电磁波吸收及应用领域，涉及一种基于包覆型复合材料的吸波贴片及其制备方法。

背景技术

随着社会的电气化信息化，各种高频电子通讯器件得到了广泛应用。在此同时，由于电子器件高频化以及高频通讯技术的应用，电磁波不可避免的成为了当今社会的主要污染源。由于电磁波之间相互存在干扰以及混杂，同时对人类的健康问题也提出了挑战，近几年，电磁波吸收材料作为一种解决电磁波干扰以及污染的材料在军事以及民生领域得到了广泛的研究和发展。

常见的电磁波吸收器可以分为两种类型：一种类型为在千兆赫兹频带(KHz, MHz)中具有高磁导率(μ)的磁性材料，例如铁，镍，钴等铁磁性材料及其相关复合材料，由于这些磁性材料的高饱和磁化强度，所以在千兆赫兹表现出良好的电磁波吸收性能。另一种类型为具有高介电常数的介电材料，例如依靠电子，分子或表面极化来衰减电磁波(EM Wave)的多壁碳纳米管(MWCNT)，石墨类材料和金属氧化物例如ZnO等。在介电材料中，一方面，由于碳化硅(SiC)具有良好的抗氧化性，低密度和化学惰性，因此是优异的电磁波吸收材料。另一方面，良好的电磁波吸收性能通常是利用材料的相对介电常数和磁导率之间合适的阻抗匹配实现的。但是，仅仅依靠单一的介电损耗或者磁损耗材料是很难实现吸波材料的阻抗匹配。目前，对于电磁波吸收亟待解决的问题是实现所选材料之间的阻抗匹配，扩大其吸收频带宽度。因此，将介电材料和磁性材料复合来改善磁导率和介电常数之间的平衡，从而提高电磁波吸收性能是目前电磁波吸收领域所普遍采用的方式方法。例如，专利201310702497.7给出了涂层型二茂铁高分子磁体一半导体配合物复合吸波材料及制备方法。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于包覆型复合材料的吸波贴片及其制备方法，其中在惰性气氛下使用加热搅拌的方法制备出核壳型包覆结构材料，并通过物理粘结的作用涂覆于双面胶热塑弹性体等的复合基底上，形成一种微波吸收贴片。同时，可以通过改变磁性材料和介电材料的摩尔比来实现吸波性能的调控。

本发明实现上述包覆型微波吸收贴片的技术方案如下：

一种基于包覆型复合材料的吸波贴片，该吸波贴片包括包覆型复合粉体的涂层和热塑弹性体的基底层，涂层和基底之间通过带有弹性的粘接层固定；所述包覆型复合粉体由磁性金属材料包覆介电材料而成，所述的磁性金属材料的平均粒径为 0.5μm～100μm；介电材料的平均粒径为0.5μm～100μm；磁性金属材料与介电材料的摩尔比例为1：0.5～4；包覆型复合粉体通过与胶黏剂混合形成包覆型复合粉体涂层，涂层厚度为100μm～5000μm。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下优选。

进一步，所述磁性金属材料是Fe、Co、Ni中的一种或多种。

进一步，所述介电材料是SiO₂、SiC、氧化石墨及金属氧化物中的任一种。

进一步，所述胶黏剂为聚醋酸乙烯酯或者聚丙烯酸酯。

进一步，所述粘接层为双面胶体。

进一步，所述吸波贴片为了得到更好的力学性能和吸波性能，可以增加贴片的厚度。

本发明还提供了一种实现上述吸波器件的制备方法：

步骤一：将所选取的磁性金属材料与介电材料按摩尔比为1：0.5～4混合形成预制材料；

步骤二：在惰性气氛下，将预制材料进行加热搅拌制成包覆型复合粉体；制备所需加热温度为300K～800K，搅拌转速为50r/min～750r/min，加热时间为1 h～5h；

步骤三：将胶黏剂、水和冷却后的包覆型复合粉体按照比例1:1:1，混合均匀，形成包覆型复合粉体涂层材料；

步骤四：将包覆型复合粉体涂层材料采用机械涂刷的方式涂刷在粘有双面胶体的热塑弹性体上，制得吸波贴片。

在300K，转速50r/min,加热时间1h时，在SEM下可以看到包覆效果，且回波损耗值达到-15dB；当达到800K，750r/min时，包覆效果趋于更好，且回波损耗趋于平稳。

本发明的有益效果为，本发明提供的一种基于核壳型包覆材料的吸波贴片与目前其他吸波贴片相比，不但应用广泛；同时，该吸波贴片具有高频吸收性能好、使用轻便、耐磨损、工艺简单、成本低等优点。

附图说明

图1为本发明方法中(a)复合型吸波贴片以及(b)包覆结构粉体的示意图；

图中：100吸波贴片；101涂层；102粘接层；103基底层；104包覆型复合粉体；105介电材料壳层；106磁性金属材料核层。