[发明专利]一种快速装配式电磁吸波板结构及其制备方法

说明书

本发明提供一种快速装配式电磁吸波板结构及其制备方法。首先将电磁吸波剂加入水泥基材料中赋予其电磁吸收损耗功能，并通过“多层+超表面”结构设计达到灵活调控不同频段内高电磁吸波效能的目的。可有效提高电磁波传输距离，并结合多重反射折射、共振等作用提高电磁波损耗，表层凸起结构可为角锥型、尖劈型、圆锥型、正四棱柱型、圆柱型等，凸起高度15～30mm。在微波0.1～18GHz频段可根据结构表层凸起高度和下部分层数实现对电磁波吸收损耗的自由调控。将本发明结构制备成预制板，可对既有建筑结构达到快速应急防护的目的，具有施工周期短，吸波效果好，可拆卸修复等优点，解决了民用及工业等领域的快速电磁防护问题。

技术领域

本发明属于新型建筑电磁防护材料技术领域，具体为一种快速装配式电磁吸波板结构及其制备方法。

背景技术

随着现代化技术的革新，电子、电器设备在通信、工业、广播、医疗、以及科研领域大量应用，电磁波在人类的生产生活中广泛出现，涉及到军事安全、通信安全、精密仪器准确度和人类身体健康等。解决电磁污染的常用技术手段有电磁屏蔽和电磁吸收。电磁屏蔽本质上是电磁辐射传输的屏障，并不能完全衰减或削弱电磁辐射能量，反射波可能造成二次电磁波污染。电磁吸收可以通过能量转换为热能或其他形式损耗，或干涉相消来显著降低或消除电磁辐射，是目前最有效的电磁污染防护技术。具体包括涂覆型和结构型吸波材料，而涂覆型吸波材料易受环境温度、湿度的变化和使用方式的不同造成使用寿命低、易脱落、易开裂、环境友好性差，并且其涂覆层的厚度和材质均匀性往往无法很好保证。结构型吸波材料很好的规避了涂覆型吸波材料的弊端，且经过合理地结构设计可较好达到宽频强吸收要求，并可满足较好的强度要求。

发明内容

本发明基于现代电磁防护要求，提供一种快速装配式电磁吸波板结构及其制备方法。该结构为板状结构，能制成不同规格，可较容易在工厂实现批量化生产，可进行快速装配投入工作，可单独拆卸修复，在微波频率0.1～18GHz波段可根据板材结构的具体物理形状参数和吸波剂含量实现对反射损耗的自由调节。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种快速装配式电磁吸波板结构及其设计方法，其特征在于通过“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等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。

上部超表面单元结构形式具体可为角锥型、尖劈型、圆柱型、圆锥型、正四棱柱型等；上部超表面单元结构的高度为15～30mm。

优选地，角锥型结构顶角40°～50°；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；表层3D结构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，可为3、4、5层，总厚度25～30mm，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。

本发明结构通过控制表层凸起高度，可提高对低频段电磁波的优化吸收，增加有效吸波带宽。表层凸起高度15～20mm，在2.0～18.0GHz波段反射率可达-10dB以下，平均反射率达-30dB以下，最高反射率达-45dB以下；凸起高度20～25mm，在1.0～18.0GHz波段反射率可达-10dB以下，平均反射率达-35.0dB以下，最高反射率达-52dB以下；当表层凸起高度为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，最高反射率达-58dB以下。底部多层结构在相同厚度条件下层数越多吸波效果越好，最高反射率和平均反射率都相应提高。当表层凸起高度为25mm，下部多层结构层数为5层，在0.1GHz～18GHz波段反射率可达-15dB以下。