[发明专利]一种相变可控复合材料吸波体及其制备和性能调控方法

说明书

一种相变可控复合材料吸波体及其制备和性能调控方法，相变可控复合材料吸波体包括高性能树脂制备的壳体，壳体内填充有由溶剂液体、纳米吸波颗粒所制备的相变可控复合材料；先制备相变可控复合材料，再测量相变可控复合材料的固、液相的电磁参数和热学参数，依据电磁参数和热学参数进行相变可控复合材料空间结构与高性能树脂壳体设计，进行仿真分析，再通过增材制造技术制备高性能树脂壳体，最后将熔融后的相变可控复合材料填装入高性能树脂壳体中；吸波性能调控通过控制吸波体温度，改变对应单元材料相态，进行不同温度下的电磁波反射、透射测试；本发明实现对相变可控复合材料吸波体吸波性能的调控。

技术领域

本发明涉及复合材料吸波性能动态调控技术领域，具体涉及一种相变可控复合材料吸波体及其制备和性能调控方法。

背景技术

随着电磁污染的日渐严重和电磁对抗的需求提升，吸波材料的性能得到飞速发展，无论是碳基、铁氧体等纳米吸波材料还是具有特殊结构的电磁、谐振超材料吸波体，均可对入射电磁波产生良好的衰减和吸收作用。然而，以上材料大多仅能在较窄频段内工作，无法实现宽频吸波或变频吸波，从而限制了其应用范围。如何实现吸波体吸波性能的智能在线调控，对提高电磁防护能力具有重要意义。

吸波体吸波频段在线调控方法目前主要有两种：第一种是对固体吸波材料(以VO₂材料为主)的电磁属性进行调控，通过改变温度实现对材料吸波频段的调控，然而该方法响应速度慢，调控频段窄，应用价值不高。第二种是通过外加物理作用改变具有频选功能的谐振结构各项空间参数进而改变吸波体吸波性能，这种调控方法快速简单，频段变化明显，但由于谐振结构本身存在吸波带宽较窄等缺陷，难以实现宽频吸波。

相变材料固相具有一定机械强度，液相便于复合材料制备，本身廉价易得，经济性较好，已经逐渐成为吸波复合材料基体的重要选择之一。其在不同相态下的材料密度和分子形态存在较大差异，在相变过程中能够带动掺杂的纳米吸波颗粒发生空间重排，对复合材料介电常数、磁导率等属性产生影响，进而改变材料吸波频段。目前对于相变复合材料的研究主要集中在改善热导率和提高潜热等方面，聚焦材料电磁性能调控的研究相对较少，尚无通过改变温度调控掺杂纳米吸波颗粒的相变复合材料吸波性能的方法公开。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种相变可控复合材料吸波体及其制备和性能调控方法，通过改变温度使相变材料发生固、液相转变进而改变纳米吸波颗粒空间分布，实现对相变复合材料吸波性能的调控。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种相变可控复合材料吸波体，包括高性能树脂制备的壳体，壳体内填充有由溶剂液体、纳米吸波颗粒所制备的相变可控复合材料；

溶剂液体由不同相变温度的相变石蜡和表面活性剂制备而成，每种相变石蜡与表面活性剂的质量比为10.000:(1.000-1.500)；

纳米吸波颗粒由石墨烯、铁氧体和无水乙醇制备而成，石墨烯、铁氧体和无水乙醇的质量比为1.000:(3.000-5.000):500.000；

纳米吸波颗粒和溶剂液体的质量比为1.000:(9.000-4.182)。

所述的高性能树脂为聚碳酸酯。

所述的壳体结构按照防护需求进行设计，通过增材制造技术成型。

一种相变可控复合材料吸波体的制备方法，包括以下步骤：

1)制备相变可控复合材料；

2)测量相变可控复合材料的固、液相电磁参数和热学参数；

3)依据电磁参数和热学参数进行相变可控复合材料空间结构与高性能树脂壳体设计，并进行仿真分析；

4)通过增材制造技术制备高性能树脂壳体；