[发明专利]一种碳纤维增强复合材料微波多频分区加热方法

权利要求书

1.一种碳纤维增强复合材料微波多频分区加热方法，其特征在于：分别在碳纤维增强复合材料表面某两个区域S₁、S₂放置人工电磁超表面M₁、M₂，使“人工电磁超表面+碳纤维增强复合材料”在这两个区域具有的微波吸收频带分别为(f_1min,f_1max)、(f_2min,f_2max)；再施加两个特定频率f₁∈(f_1min,f_1max)、f₂∈(f_2min,f_2max)的微波对碳纤维增强复合材料的S₁、S₂两个区域进行分别加热；

所述人工电磁超表面由介质层与附着于介质层上的人工微结构组成；

所述人工电磁超表面的介质层厚度h₂满足如下关系：

所述人工电磁超表面的人工微结构的外接圆直径d满足如下关系：

所述外接圆内，由高导电性材料覆盖的面积S满足如下关系：

所述人工电磁超表面的人工微结构的厚度h₁满足如下关系：

其中，c为真空光速，f为加热所用微波的频率，μ₀为真空磁导率，σ为人工微结构所用高导电性材料的电导率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述人工电磁超表面的介质层由介电常数小于16、介电损耗小于5的一种或多种介电材料制作。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述人工电磁超表面的人工微结构是由高导电性材料组成的具有几何图案的人造结构；所述高导电性材料导电率不小于10³S·m^-1的材料。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述高导电性材料电导率在10⁵S·m^-1。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：通过调整人工微结构的材料、形状、尺寸、间距、布局关系与介质层的材料、厚度调节所述“人工电磁超表面+碳纤维增强复合材料”的微波吸收频带。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述“人工电磁超表面+碳纤维增强复合材料”在S₁区域对f₁频率微波的吸收率大于对f₂频率微波的吸收率；所述“人工电磁超表面+碳纤维增强复合材料”在S₂区域对f₂频率微波的吸收率大于对f₁频率微波的吸收率，即A₁(f₁)＞A₁(f₂)≥0且A₂(f₂)＞A₂(f₁)≥0。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：通过调控f₁、f₂频率微波的功率对碳纤维增强复合材料的S₁、S₂区域进行分别控温。