[发明专利]用于高功率微波暗室的轻量宽频吸波材料及制备方法

说明书

本发明提供了一种用于高功率微波暗室的轻量宽频吸波材料，其特征在于，所述的吸波材料的结构为：由不燃耐高温的吸波片组合成的三维立体周期结构，所述吸波片为平板、瓦楞形状或者三维蜂窝结构；所述三维立体周期结构的高度范围为0.1～2m，周期尺寸范围为1cm～50cm，吸波频宽范围为0.03GHz～40GHz，氧指数高于60％，在空气中的使用温度为不低于600℃，能够承受的功率密度超过10kW/m²，且为不燃材料。本申请提供的吸波材料为耐高温、氧指数优于60％的不燃、可承受高功率密度、轻量和低成本的吸波周期结构，本发明的产品可以用在高功率和高温测试暗室以及其它所需要的场景。

技术领域

本发明属于微波吸收材料和结构领域，具体属于高温和高功率密度的宽频吸波结构，具体涉及一种用于高功率微波暗室的轻量宽频吸波材料及制备方法。

背景技术

随着高频测试以及高功率测试的需求越来越多，对吸波材料的可承受功率密度的要求也在提升，常用暗室用吸波材料可以承受的功率密度基本在6kW/m²以下；海绵吸波尖锥的最大功率密度在2.5kW/m²以下，主要在1.5kW/m²以下，最高使用温度不超过80℃；无纺布吸波尖锥的最大功率密度在6kW/m²以下，最高使用温度不超过120℃。吸波材料吸收高能量微波自身发热，软化，甚至发火燃烧。虽然高阻燃的芳纶和玻纤蜂窝的最大功率密度可以超过6kW/m²，其成本为海绵和无纺布吸波材料的10倍以上。可以承受最高功率的吸波尖锥材料是碳化硅陶瓷，可以承受1000℃以上的温度和数10kW/m²的高功率密度，但是碳化硅的密度超过3g/cm³，实现同样吸波性能，其面密度超过其它吸波材料的10倍以上，非常的重，其价格也不比芳纶吸波蜂窝低，同时由于其高介电常数，很难实现其它吸波材料可实现的吸波性能，即-40dB的低反射率。

作为180℃以下应用的宽频吸波材料和结构已经有一个较为成熟的解决方案，即吸波蜂窝结构，通过适当的通风降温，芳纶蜂窝可以承受超过10kW/m²的功率密度，以及氧指数大于30，满足B级阻燃要求。日本的NEC-Tokin采用添加吸波剂的陶瓷吸波板组合成吸波尖锥，实现更高的功率密度和耐热温度，价格也较为合理，但是吸波性能也有所损失。

本发明申请人利用蜂窝以及类蜂窝结构设计吸波材料，申请多个微波暗室用宽频吸波材料(CN201510052941.4，CN201510052941.4，CN201810909123.5，CN2018115342993，CN201910547844.0，CN201911293988.4)，部分申请已经授权，但是吸波剂没有进行有效保护，没有防止碳基吸波剂在高温空气中的氧化，无法满足300℃以上的高温应用。

采用不燃无机纤维布作为吸波材料的基材，使用温度稳定性较好的纳米导电碳膜为吸波涂层，其外表面涂敷一层陶瓷防护层，防止碳层在空气中被氧化，实现空气中长期高温使用，由此吸波材料组合成为三维尖锥和尖劈吸波结构，实现宽频、长时间耐高温和高功率密度的暗室用吸波材料，同时面密度低，价格合理，具有广大的应用前景替代海绵和无纺布吸波材料降低由于微波能量集中产生的局部高温所引发的火灾。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种用于高功率微波暗室的轻量宽频吸波材料及制备方法，吸波材料为耐高温、氧指数优于60％的不燃、可承受高功率密度、轻量和低成本的吸波周期结构，本发明的产品可以用在高功率和高温测试暗室以及其它所需要的场景，例如微波武器测试外场的局部防护。具体技术方案如下：

本申请提供了一种用于高功率微波暗室的轻量宽频吸波材料，所述的吸波材料的结构为：由不燃耐高温的吸波片组合成的三维立体周期结构，所述吸波片为平板、瓦楞形状或者三维蜂窝结构；