[发明专利]一种仿蝶翼宽频复合吸波超材料结构及制造方法

说明书

本发明提供了一种仿蝶翼宽频复合吸波超材料结构及制造方法。通过对其吸波材料物料配比优化及其单元结构模型参数优化，从而实现该复合吸波体在5‑40GHz频段上具有宽频吸收，在21.7GHz频段下最大吸收强度可达‑28.2dB，同时反射损耗(Reflection loss,简称RL)小于‑9.5dB的吸收频宽为29.54GHz。本发明超材料结构易调控且制造工艺简单，有效克服了吸波材料吸收频段单一，密度大等问题，增强了吸波性能。

技术领域

本发明属于吸波复合材料技术研究领域，特别涉及一种仿蝶翼宽频复合吸波超材料结构及制造方法。

背景技术

近年来，随着英、美、德法等军事强国军事侦查技术的快速发展，武器装备的隐蔽，例如，战斗机、轰炸机、舰船及导弹等，变得愈来愈困难，一旦发现将会被立即毁灭。因此，在提高雷达侦查探测能力的同时，各个国家对军事设施的隐身技术的研究范围也在不断扩增。

隐身技术作为现代世界各个军事强国中军事作战高科技核心技术，占有十分重要的地位。具有高隐身功能的军事作战装备，能够使得自己在进攻过程中始终把握主动权，增加攻击对方的瞬间性。一般来说，提高隐身技术主要通过以下两种方法：缩小雷达散射界面(Radar cross Section,简称RCS)和最大程度上减少电磁波的反射(即Reflectionabsorption materials,简称RAM)。

电磁吸波材料(RAM)作为隐身技术的物质保障，能够大量吸收外来入射的电磁波并以热能的形式大幅消减表面电磁波能量，从而减少雷达的反馈信号。目前，电磁吸波材料分为涂层型吸波材料及结构型吸波材料。涂层型吸波材料通过涂装从而降低设备可被识别的风险，但缺点在于易脱落，无承载能力。相比涂层型吸波材料，结构型吸波材料属于一种多功能复合型材料，既具有较好的承载能力，又能够吸收电磁波，已经成为目前新型隐身吸波材料的主要研究对象。目前F-111飞机整流罩及英美联合研制的鹞-II飞机进气道及日本空舰弹、地舰弹等均采用了结构型电磁吸波材料。

碳纤维是一种由碳元素构成的无机纤维，其中碳含量大于90％。具有耐高温、导电、导热、抗腐蚀及抗摩擦等优异特性。同时，碳纤维还具有低密度、高比强度、高比模量等优异机械特性，是制造航空、航天等高精尖器材的理想材料。磁性纳米材料，例如氧化铁、氧化镍、氧化钴等，因其优异的物理化学特性，如大比表面积、优异的磁性能、小尺寸效应等，被广泛应用于低频段微波吸收领域。由于单一的磁材料或者介电材料均无法满足电磁波阻抗匹配要求，因此在微波频段的吸收效果十分不理想，无法满足目前时期对与RAM“轻、薄、强”的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种仿蝶翼宽频复合吸波超材料结构及制造方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种仿蝶翼宽频复合吸波超材料结构，包括基板和仿蝶翼超材料单元结构，若干仿蝶翼吸波超材料单元结构均匀等间距排布在基板上，形成仿蝶翼复合吸波超材料周期结构；

仿蝶翼复合吸波超材料单元结构包括主体基板和蝶翼型凸起，两个蝶翼型凸起对称设置在主体的两侧，主体底部固定设置在基板上。

进一步的，蝶翼型凸起和基板之间留有空隙，蝶翼型凸起的层数为1至4层。

进一步的，层间距为0-2mm。

进一步的，一种宽频仿蝶翼复合吸波超材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，制备复合吸波材料；

步骤2，通过3D打印及翻模技术制备仿蝶翼复合吸波超材料结构吸波体模具；

步骤3，将上述复合吸波材料倒入定量环氧树脂固化剂，再快速搅拌至环氧树脂与固化剂均匀混合；