[发明专利]一种超材料及其制备方法

权利要求书

1.一种超材料，其特征在于：包括导电几何结构和非金属基材，所述导电几何结构的原料按重量比份包括：镍包石墨粉20-30份、金属粉10-20份、碳纤维10-20份和金属纤维10-20份，且非金属基材的原料按重量比份包括：聚碳酸酯50-60份、复合填料10-20份、增韧剂3-5份、固化剂3-5份、抗静电剂3-5份和阻燃剂3-5份。

2.根据权利要求1所述的一种超材料，其特征在于：所述几何结构的原料按重量比份包括：镍包石墨粉25份、金属粉15份、碳纤维15份和金属纤维15份，且非金属基材的原料按重量比份包括：聚碳酸酯55份、复合填料15份、增韧剂4份、固化剂4份、抗静电剂4份和阻燃剂4份。

3.根据权利要求1所述的一种超材料，其特征在于：所述几何结构的原料按重量比份包括：镍包石墨粉20份、金属粉10份、碳纤维10份和金属纤维10份，且非金属基材的原料按重量比份包括：聚碳酸酯50份、复合填料20份、增韧剂5份、固化剂5份、抗静电剂5份和阻燃剂5份。

4.根据权利要求1所述的一种超材料，其特征在于：所述几何结构的原料按重量比份包括：镍包石墨粉30份、金属粉20份、碳纤维20份和金属纤维20份，且非金属基材的原料按重量比份包括：聚碳酸酯60份、复合填料10份、增韧剂3份、固化剂3份、抗静电剂3份和阻燃剂3份。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种超材料，其特征在于：所述金属粉是选用铜粉，且金属纤维是选用锰铜合金纤维。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的一种超材料，其特征在于：所述复合填料为云母粉、滑石粉或硫酸钡中的一种或多种的组合。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的一种超材料，其特征在于：所述增韧剂为聚硫橡胶、丙烯酸酯或聚丁二烯中的一种或多种组合，且固化剂为氨乙基哌嗪或乙二胺中的一种。

8.根据权利要求1-4任意一项所述的一种超材料，其特征在于：所述抗静电剂为烷基磺酸钠，且阻燃剂为三氧化二锑、氢氧化镁或氢氧化铝中的一种。

9.一种根据权利要求1-4任意一项所述的超材料的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

S1、原料的选取和称量：首先通过称量设备分别量取所需重量比份的镍包石墨粉、金属粉、碳纤维、金属纤维、聚碳酸酯、复合填料、增韧剂、固化剂、抗静电剂和阻燃剂，并将量取的各组分通过存储设备进行保存备用；

S2、混合熔料的制备：将步骤S1称量的金属粉和金属纤维依次加入到熔料设备中，然后升温，使金属粉和金属纤维溶化混合，之后降温，将量取的镍包石墨粉和碳纤维加入到熔炉内，煅烧混合10-15mnin，即可得到混合熔料；

S3、导电几何结构的成形：将步骤S2制得的混合熔料注入成形模具中，然后通过冷却机构将模具中的熔料快速冷却，之后开模取出胚料，依次经过切削、打磨、表面处理、清洗和烘干，从而得到导电几何结构；

S4、非金属基材原料的配制：将步骤S1量取的聚碳酸酯和复合填料依次倒入混合设备中，然后加入有机溶剂，使复合填料与有机溶剂之间进行充分混合，之后再将量取的增韧剂、固化剂、抗静电剂和阻燃剂分别加入到混合设备中，以转速为800-1000r/min，温度为26-33℃的条件下搅拌1-2h，从而得到基材原料；

S5、超材料的冷压成形：将步骤S3得到的导电几何结构置于成形模具中，然后将步骤S4制得的非金属基材原料倒入模具中，通过冷压成形，从而使非金属基材原料在导电几何结构的外表面固化成形，从而得到所需超材料。