[发明专利]吸波复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供了吸波复合材料及其制备方法。吸波复合材料包括：电磁损耗层；三维石墨烯层，形成在电磁损耗层上；以及阻抗匹配层，形成在三维石墨烯层上，其中，电磁损耗层和阻抗匹配层均包括基体和吸波剂。本发明通过引入低频的电磁损耗层和阻抗匹配层，提供了具有良好低频吸波效果的轻质宽频吸波剂，可以用于电磁波吸收领域。

技术领域

本发明涉及吸波材料，更具体地，涉及吸波复合材料及其制备方法。

背景技术

所谓吸波材料，指能吸收投射到它表面的电磁波能量的一类材料。在工程应用上，除要求吸波材料在较宽频带内对电磁波具有高的吸收率外，还要求它具有质量轻、厚度薄等性能。

随着信息技术的高速发展，特别是诸如卫星通讯、合成孔径雷达等多频带、宽频带仪器设备的爆炸式发展，电子设备的可靠性和武器设备隐身等方面迫切需要一种高性能宽频吸波材料。由于传统吸波材料存在密度高、厚度大、负载量大等问题，因而开展宽频、低密度等吸波材料的研究变得愈发重要。相比传统吸波材料，通过石墨烯自交联形成具有空间网络结构的石墨烯具有重量轻、厚度薄等特点，满足吸波材料轻薄的特性。然而其低频吸波效果不甚理想，宽频吸波性能有待提高。

发明内容

本发明通过在三维石墨烯复合材料中引入阻抗匹配层和低频的电磁损耗层来提高低频和宽频吸波性能，从而提供了具有良好低频吸波效果的轻质宽频吸波材料。

本发明提供了一种吸波复合材料，包括：电磁损耗层；三维石墨烯层，形成在所述电磁损耗层上；以及阻抗匹配层，形成在所述三维石墨烯层上，其中，所述电磁损耗层和所述阻抗匹配层均包括基体和吸波剂。

在上述吸波复合材料中，所述基体包括环氧树脂、乙烯基树脂和氰酸酯树脂中的一种或多种。

在上述吸波复合材料中，所述电磁损耗层的

吸波剂包括片状铁磁材料和铁氧体中的一种或两种。

在上述吸波复合材料中，所述阻抗匹配层的吸波剂包括球形铁磁金属颗粒、铁磁/介电复合颗粒、介电陶瓷颗粒和碳系吸波剂中的一种或多种。

在上述吸波复合材料中，所述电磁损耗层中的所述基体和所述吸波剂的质量比为2-4:6-8。

在上述吸波复合材料中，所述阻抗匹配层中的所述基体和所述吸波剂的质量比为2-4:6-8。

在上述吸波复合材料中，所述电磁损耗层的厚度为0.5mm～5mm。

在上述吸波复合材料中，所述阻抗匹配层的厚度为0.5mm～5mm。

在上述吸波复合材料中，所述三维石墨烯层的厚度为1mm～15mm。

本发明提供的制备上述吸波复合材料的方法，包括：选取三维石墨烯吸波材料作为中间主体吸波层；利用遗传算法和电磁仿真软件从吸波剂材料数据库中选取吸波材料作为阻抗匹配层和电磁损耗层的吸波剂，其中，所述主体吸波层形成在所述电磁损耗层上，所述阻抗匹配层形成在所述主体吸波层上；通过机械连接实现所述电磁损耗层、所述主体吸波层、所述阻抗匹配层的多层吸波材料的复合。

在上述制备方法中，所述方法还包括：选取环氧树脂、乙烯基树脂和氰酸酯树脂中的一种或多种组合作为阻抗匹配层和电磁损耗层的基体。

在上述制备方法中，所述方法还包括：通过所述遗传算法和电磁仿真软件调整所述多层吸波材料的吸波剂组合和厚度。

本发明通过引入低频的电磁损耗层和阻抗匹配层，提供了具有良好低频吸波效果的轻质宽频吸波材料，可以用于电磁波吸收领域。

附图说明

图1示出了吸波复合材料的示意结构。

图2示出了三维石墨烯材料的示意性制备流程图。

具体实施方式