[发明专利]一种快速装配式电磁吸波板结构及其制备方法

权利要求书

1.一种快速装配式电磁吸波板结构，其特征在于：该吸波板结构通过“多层+超表面”结构中表层凸起高度和基底层数调整达到灵活调控不同频段高电磁损耗目的；“多层+超表面”结构为上下两部分结构：下部分为多层结构，整体厚度25~30mm，根据吸波剂含量进行分层浇筑，根据不同层阻抗梯度设计达到电磁波最优吸收的目的；上部分为超表面结构，通过设置不同形状单元形成表面凸起周期性结构，记为表层3D结构；

表层3D结构的材料配比与下部多层结构的首层相同，制作时表层3D结构与下部多层结构的首层同时浇筑；

下部多层结构各层厚度相同，各层通过改变吸波剂浓度控制水泥基材料的电磁参数，实现自由空间与吸波材料、层与层之间的良好阻抗匹配；

所述多层结构为水泥基电磁吸波材料，以乙炔炭黑为吸波剂，乙炔炭黑粒径为30nm，掺量范围1%~3%，各层掺量根据层数进行梯度分配；当多层结构为三层时，各层吸波剂含量分别为：1%~1.6%、1.7%~2.3%、2.4%~3%；当多层结构为五层时，各层吸波剂含量分别为：1%~1.4%、1.4%~1.8%、1.8%~2.2%、2.2%~2.6%、2.6%~3%；阻抗匹配组分为发泡玻璃颗粒、发泡聚苯乙烯或膨胀珍珠岩中的至少一种；

通过对表层凸起高度、水泥基底层数和吸波剂含量的梯度变化控制实现对不同频段微波的优化吸收，凸起高度的增加，可使有效吸波带宽向低频拓展；下部多层结构的层数为3层、4层或5层；当表层3D结构的凸起高度为15~20mm，在2.0~18.0GHz波段反射率达到-10dB以下，平均反射率达-30dB以下，最大反射损耗达-45dB以下，具有3个强吸收峰；当凸起高度为20~25mm，在1.0~18.0GHz波段反射率达-10dB以下，平均反射率达-35.0dB以下，最大反射损耗达-52dB以下；当表层3D结构的凸起高度为25~30mm，在0.1~18.0GHz波段反射率均达到-10dB以下，平均反射率达-39dB以下，最大反射损耗达-58dB以下，有5个强吸收峰；

所述电磁吸波板结构总厚度在40~60mm，长和宽根据运输和施工要求灵活调控，设置为800mm*800mm、900mm*900mm、400mm*1200mm、1000mm*1000mm不同规格，方便快速装配。

2.如权利要求1所述的快速装配式电磁吸波板结构，其特征在于：上部超表面单元结构形式具体为角锥型、尖劈型、圆柱型、圆锥型或正四棱柱型；

角锥型结构顶角40°~50°，高度为15~30mm；尖劈型结构顶角40°~50°，长为宽的两倍；圆柱型结构直径15~20mm；圆锥型结构顶角40°~50°，直径15~20mm；正四棱柱型边长15~20mm。

3.如权利要求1所述的快速装配式电磁吸波板结构，其特征在于：当表层3D结构的凸起高度为25mm，下部多层结构层数为5层，在0.1GHz~18GHz波段反射率达-15dB以下，实现在0.1 GHz~18 GHz微波频段反射损耗的自由调控；通过控制表层3D结构的凸起高度，能提高对低频段电磁波的优化吸收，增加有效吸波带宽；

通过调节底部层数能够降低表层凸起高度，通过合理协调表层凸起高度与基底层数在0.1~18 GHz能达到-10dB的反射损耗效果。

4.一种权利要求1所述的快速装配式电磁吸波板结构的制备方法，其特征在于：电磁吸波板结构通过倒模方式进行制备，需要首先制备上部超表面结构，再制备下部多层结构中的各层结构，上部超表面结构与下部多层结构中首层结构材料相同；具体步骤是：

1）制备用于制备水泥砂浆的软硅胶模具，将软硅胶模具倒置，然后将搅拌均匀的水泥砂浆倒入软硅胶模具中，同时制备表面3D结构和多层结构的首层；

2）再在首层基础上进行分层浇筑，每层浇筑间隔时间一小时，各层浇筑完成后在震动台上震动1 min消除气泡，然后刮平表面后进行下一层浇筑，即待上一层水泥达到初凝后进行下一层的浇筑；既保证了层间的平整度又保留了水泥较好的粘结能力；

3）24 h后对步骤2）制备的结构进行拆模处理，拆模时需要保存凸起形式的完整，在20℃下养护28 d。