[发明专利]一种基于增材制造技术的吸波梯度材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种基于增材制造技术的吸波梯度材料及其制备方法，属于吸波涂层材料领域。所述吸波梯度材料为层状堆叠结构，每一层堆叠结构内，吸波梯度材料为十字交叉网状结构，所述层状堆叠结构的磁导率和介电常数在厚度方向上逐渐减小，在与空气接触的最后一层达到最小，所述吸波梯度材料由纳米吸收剂和聚合物组成，所述纳米吸收剂均匀分散在聚合物内部。本发明通过对吸波梯度材料进行十字交叉网状结构设计以及阻抗匹配原理，选取电磁参数梯度减小的材料，大幅度提高了电磁波入射到吸波梯度材料中的比例，增强了吸波材料对电磁波的吸收效果，同时，本发明制备的梯度吸波材料具有吸收有吸收强度大、重量轻、环保的特点，且工艺简单、操作方便。

技术领域

本发明涉及吸波涂层材料领域，具体涉及一种基于增材制造技术制备的吸波梯度材料及其制备方法。

背景技术

随着科学技术的发展，电磁波在人们生活生产中的应用日益广泛，人们通过电磁波收听电台节目，通过电磁波完成手机，平板电脑等移动终端的数据传输。大功率的高频设备其能量输出非常强，会对其附近的电子仪器设备、精密仪表产生严重的干扰，笔记本电脑，手机等数字型电器产生的电磁脉冲可能通过飞机上的电缆耦合到飞机的敏感设备上，威胁飞行安全。环境中大量不同频率和强度的电磁波给人们带来了严重的电磁波污染。

吸波材料是指能够将入射到材料内部的电磁波进行有效吸收，并将电磁能转换成热能消耗掉，从而使反射大大减弱的一类功能材料。根据吸波机理的不同可以将材料分为磁损耗、介电损耗型。现有的吸波材料普遍存在吸收频带窄、密度大、重量大、易氧化等缺点，限制了吸波材料的实际应用。3D打印技术是新型的一种材料加工技术，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

3D打印还可以直接打印层状结构，通过对装备隐身性能的仿真建模和模拟计算，得到优化的结构参数和材料配比，利用计算机控制技术，实现对隐身材料阻抗匹配和电磁参数的精细调控，从而满足其实际应用要求。另外，3D打印技术能够自动、快速和精确地将计算机仿真模拟的三维模型转化成实物和产品，大大提高了产品的一致性和隐身性能的稳定性。例如，专利申请201710537669.8公开了一种3D打印各向异性微波吸收体及其制备方法，该微波吸收体采用具有易面各向异性的磁粉制备，包括易面磁晶各向异性的稀土金属间化合物材料。该方法在吸波材料制备方法与本发明有相似之处，但其为均质吸波材料，与自由空间的阻抗匹配较差。

综上，现有的方法制备的吸波材料仍然存在吸收频带窄、密度大，制备的吸波材料与自由空间的阻抗匹配差等问题，为此，有必要研究一种新的吸波材料及其制备方法。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种基于增材制造技术的吸波梯度材料及其制备方法。本发明通过对吸波梯度材料进行十字交叉网状结构设计，并通过阻抗匹配原理选取电磁参数梯度减小的材料，大幅度提高了电磁波入射到吸波梯度材料中的比例，同时增强了吸波梯度材料对电磁波的吸收效果，同时，本发明方法制备的梯度吸波材料具有吸收有吸收强度大、重量轻、环保的特点，且本发明工艺简单、安全可靠、操作方便。

本发明的目的之一是提供一种基于增材制造技术的吸波梯度材料的制备方法。

本发明的目的之二是提供一种吸波梯度材料。

本发明的目的之三是提供吸波梯度材料的应用。

为实现上述发明目的，具体的，本发明公开了下述技术方案：

首先，本发明公开了一种基于增材制造技术的吸波梯度材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)先将纳米吸收剂、聚合物分别干燥，然后将纳米吸收剂、聚合物充分混匀，得到混合料；

(2)将步骤(1)中的混合料通过双螺杆挤出机进行混炼塑化，将塑化后的材料冷却；