[发明专利]一种超薄超宽谱的吸波材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种超薄超宽谱的吸波材料及其制备方法，该吸波材料包括金属底板，在所述金属底板上设置有吸波结构层，所述吸波结构层由多个吸波体周期排列形成，每一所述吸波体包括介质衬底层和设置在所述介质衬底层的上表面的环形电阻膜，所述介质衬底层设置在所述金属底板的上表面上。本发明的超薄超宽谱的吸波材料基于电阻膜吸波结构，采用各向同性的环形电阻膜，实现单层吸波结构体10倍频S₁₁保持‑10dB以下吸波特性，斜入射30度以内，依然保持超宽超强吸收特性，且制备工艺简单易行，吸波材料尺寸可定制。

技术领域

本发明涉及吸波材料技术领域，具体涉及一种超薄超宽谱的吸波材料及其制备方法。

背景技术

吸波材料是一种能够吸收、衰减一定频段内入射的电磁波，并使电磁能转换成热能或其他形式的能量消耗掉或使电磁波因干涉相消而无法被探测到的一类功能材料，它被广范应用于军事隐身，是重要的隐身材料，随着电子工业的发展，吸波材料的应用已远远超出其最初的军事隐身。电子设备中电磁波应用产生的电磁辐射污染日益严重，不仅造成设备间的相互干扰，而且严重影响着人体健康。吸波材料在电子通讯、电子器件、节能减排及辐射防护等领域的应用使其成为关系到国计民生的电子功能材料。

随着5G网络和毫米波通信的发展，各种吸波材料实际应用中，除了对吸波材料的吸波性能有要求外，还要求材料具有厚度薄、质量轻、吸收频带宽、力学强度好等性能。

提升吸波材料吸波性能通常有三条主要技术：一是实现吸波材料和入射端材料良好的阻抗匹配特性，使电磁能量尽可能进入材料内部，减少界面反射；二是增强材料内部对电磁波的损耗能力，使进入材料内部的电磁能量被快速消耗；三是增强材料对电磁波的散射效应，以增加电磁波与材料的作用次数以及减少沿来波方向反射回去的电磁波比重。

目前结构型吸波材料，可以由泡沫等轻质材料加入吸收剂构成，且可以多层叠加实现宽频带吸波，因而具有轻质宽频的优点。但是多层吸波结构厚度通常较厚、低频吸波性能差、所占空间较大、多层粘接工艺整体力学性能下降；而单层结构当厚度小于5mm时，很难实现宽频带吸波的效果，目前已有报道中10dB相对带宽都不超过100％。典型的吸波屏，可以由泡沫表面加载电阻膜构成，其厚度为中心工作频率处波长的四分之一，选定合适方阻值的电阻膜，将其做成频率选择表面图案，则可以调节其工作频带。通常所用到的图案有方形、十字形、方环等。但这些图案受限于本身特点，在低频段(厚度小于四分之一波长的频带)只有一个吸收峰，很难实现超宽带(2GHz-25GHz)的吸波效果，因此在不改变材料以及吸波体厚度的前提下，拓展吸波体整个频段吸收带宽的问题成为当前电磁波吸波技术领域的一个急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种超薄超宽谱的吸波材料及其制备方法，解决现有技术中的在低频段很难实现超宽带的吸波效果的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种超薄超宽谱的吸波材料，包括金属底板，在所述金属底板上设置有吸波结构层，所述吸波结构层由多个吸波体周期排列形成，每一所述吸波体包括介质衬底层和设置在所述介质衬底层的上表面的环形电阻膜，所述介质衬底层设置在所述金属底板的上表面上。

在本发明的吸波材料中，所述介质衬底层的相对介电常数为0.9～1.1；所述介质衬底层的相对磁导率为0.9～1.1。

在本发明的吸波材料中，所述环形电阻膜的方阻为180-220Ω/□。

在本发明的吸波材料中，所述介质衬底层是由芳纶蜂窝复合材料或泡沫材料制成的；所述环形电阻膜是由导电炭黑制成的；所述金属底板是由金、铜或铝制成的。

在本发明的吸波材料中，所述环形电阻膜的形状为圆环形且位于所述介质衬底层的上表面的中心位置。

在本发明的吸波材料中，所述吸波体的横截面呈正方形，且该正方形的边长为15mm-25mm；所述环形电阻膜的外直径＝吸波体的横截面的边长-0.4mm；所述环形电阻膜的内直径＝吸波体的横截面的边长-13.4mm。