[发明专利]一种红外、微波兼容的低可探测性结构材料及其制备方法

权利要求书

1.一种红外、微波兼容的低可探测性结构材料，其特征在于：该材料为层状结构，从上到下依次为：红外结构材料层、红外介质层、频选层、频选基底层、微波介质层、微波结构材料层、屏蔽底层；其中，红外结构材料层主要由呈周期性排布的混合尺寸金属微结构组成；频选层为周期性排布的金属结构组成；频选基底层为频选层提供平整的表面；频选基底层材料为薄膜材料；微波结构材料层为周期图案排布的损耗性电阻膜层；屏蔽底层为碳纤维复合材料构成；

所述的红外介质层材料包括ZnO、ZnS、CdS、ZnTe其中一种；

所述的红外结构材料层的金属结构周期优选为2~8μm，厚度为100nm~300nm，金属结构材质包括金（Au）、银（Ag）、或铝（Al），金属结构形状可为圆柱、棱柱、椭圆柱，每N×N个金属结构作为一个超级周期单元，前述超级周期单元中包含至少两种不同金属结构尺寸，每个单元结构尺寸特征为超级单元周期的1/N，红外结构材料层的金属结构呈周期性分布在红外介质层阵列贴片上；其中，N为大于1的整数；

所述的频选基底层材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）或聚酰亚胺（PI）。

2.根据权利要求1所述的一种红外、微波兼容的低可探测性结构材料，其特征在于：所述的频选层金属结构材料包括金（Au）、银（Ag）、铜（Cu）或铝（Al），所述的频选层周期性金属结构是指呈正方形阵列分布的贴片图案，贴片边长为0.3mm～2mm，贴片边长与贴片周期的尺寸比为0.85～0.98，厚度1μm～15μm。

3.根据权利要求1所述的一种红外、微波兼容的低可探测性结构材料，其特征在于：所述的红外介质层与频选层具有相同的阵列结构与尺寸参数。

4.根据权利要求1所述的一种红外、微波兼容的低可探测性结构材料，其特征在于：所述的微波介质层为连续透波纤维增强树脂基复合材料，厚度为0.5mm～10mm。

5.根据权利要求1所述的一种红外、微波兼容的低可探测性结构材料，其特征在于：所述的微波结构材料层为由格状、环状或片状电阻膜层图案按正方形阵列分布排列而成，前述图案周期为2mm～15mm，电阻膜层的方阻值为10Ω/sq~600Ω/sq。

6.根据权利要求1所述的一种红外、微波兼容的低可探测性结构材料，其特征在于：所述的微波结构材料层基底材料为PI薄膜材料。

7.一种红外、微波兼容的低可探测性结构材料的制备方法，用于制备权利要求1所述的红外、微波兼容的低可探测性结构材料，其特征在于：按以下步骤制备成型：

（1）红外结构材料层、红外介质层和频选层制备

采用磁控溅射的镀膜工艺在PET膜或PI膜上依次沉积所设计厚度的频选层膜层、红外介质层膜层和红外结构材料层膜层；

通过第一次刻蚀，加工出红外结构材料层微结构，按照设计尺寸将整个红外结构材料层膜层刻蚀加工出具有阵列特点的金属结构，刻蚀完后清洁处理；

通过第二次刻蚀，按设计尺寸从最表层的红外结构材料层膜层开始向频选层膜层刻蚀周期性缝隙，直到PET膜或PI膜基底为止，刻蚀完清洁处理；

通过以上制备得到红外伪装部分样件；

（2）微波结构材料层制备

采用丝网印刷工艺，将相应阻值的电阻油墨印制在PI薄膜表面，水平静置8~10min， 然后放入烘箱在150℃高温下，保温烘烤40min后取出，得到电阻型超材料层；

（3）微波吸收部分制备

裁剪：按照设计尺寸分别对电阻型超材料层、碳纤维预浸料和玻纤预浸料进行裁剪；

铺层：从下到上依次铺碳纤维预浸料、玻纤预浸料，在玻纤预浸料铺层过程中，将电阻型超材料层嵌入设计的厚度位置尺寸；

固化成型：上述过程完成后，得到预制胚体，制作适当尺寸的真空袋，将预制胚体放入真空袋进行排气压实，确保气密性后，预制胚体连同真空袋一起移入复合材料固化设备腔体中，加热固化成型；

（4）粘接

采用常温固化胶水将红外伪装部分样件和微波吸收部分样件进行粘接；

待胶水固化后得到红外、微波兼容的低可探测性结构材料样件。