一种吸波超材料基材及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种吸波超材料基材及其制备方法。该方法包括提供合金粉末和树脂基体；将合金粉末和树脂基体混合后在球磨机上进行湿混，得到合金粉末和树脂基体的复合材料；将复合材料烘干，热压成型，得到吸波超材料基材。通过本发明专利技术的方法制备的吸波超材料基材的磁导率实部能达到13.5以上，且磁导率虚部也能达到3以上，是一种理想的高性能的低频吸波材料。

Wave absorbing metamaterial substrate and preparation method thereof

The invention provides a wave absorbing metamaterial substrate and a preparation method thereof. The method includes providing alloy powder and resin matrix; alloy powder and resin matrix mixed in ball mill by wet mixing, to obtain the composite alloy powder and resin matrix composite materials; drying, hot forming, by absorbing metamaterial substrate. The solid permeability of the wave absorbing metamaterial substrate prepared by the method can reach more than 13.5, and the imaginary part of the magnetic permeability can reach more than 3, so it is an ideal low frequency absorbing material with high performance.

【技术实现步骤摘要】
一种吸波超材料基材及其制备方法
本专利技术涉及超材料领域，更具体地，涉及一种吸波超材料基材及其制备方法。
技术介绍
随着通信、电子技术的飞速发展，移动通信、电子器件广泛的使用，它带来的方便的同时，也发射出电磁辐射，给人造成危害。在军事上，隐形与反隐形技术的不断发展，各种隐形材料不断被开发。吸波材料作为一种能够吸收电磁波的功能材料，它可以将电磁波能量转化为其他形式的能量，以此来抑制电磁波的辐射和干扰。现在吸波材料广泛应用于隐形飞机、隐形导弹、人体安全防护、微波暗室消除、安全信息保密等许多方面。吸波材料作为微波吸收中的损耗媒质决定了隐身材料的吸波电磁性能，目前应用频段仍多限于4-18GHz，在目前探测装备及民用有低频化趋势，突破吸波材料存在的“低频”瓶颈，是十分迫切的国防和民用需要。
技术实现思路
本专利技术提供了一种低频(1-4GHz)的吸波超材料基材及其制备方法。本专利技术的吸波超材料基材可应用于低频吸波超材料的制备。本专利技术提供了一种制备吸波超材料基材的方法，其特征在于，所述方法包括：提供合金粉末和树脂基体；将所述合金粉末和所述树脂基体混合后在球磨机上进行湿混，得到所述合金粉末和所述树脂基体的复合材料；将所述复合材料烘干，热压成型，得到吸波超材料基材。在上述方法中，其中，所述合金粉末为FeAlSi、FeCo、FeAlCr、FeNdMn中的一种或者多种。在上述方法中，其中，所述树脂基体包括酚醛树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂中的一种或者多种。在上述方法中，其中，所述合金粉末的平均粒度为0.2um～2um，纯度大于99.9％。在上述方法中，其中，所述合金粉末与所述树脂基体的体积比为50vol.％-75vol.％：25vol.％-50vol.％。在上述方法中，其中，所述球磨机为全方位行星式球磨机，球磨时间为10～80小时，转速为0～300rpm。在上述方法中，其中，使用0.5～4mm的氧化锆珠进行球磨，球磨时间为10～60小时，转速为0～300rpm。在上述方法中，其中，使用平板热压机进行热压成型，热压成型的温度为150～300℃，热压成型的压力为50～300MPa，热压成型的时间为10min～60min。在上述方法中，其中，所述树脂基体的平均粒度小于1um，纯度大于99.9％。在上述方法中，其中，所述吸波超材料基材为薄膜或片材。本专利技术还提供了通过以上方法制备的吸波超材料基材。本专利技术通过将合金粉末混入树脂基体，磁导率实部能达到13.5以上，且磁导率虚部也能达到3以上，是一种理想的高性能的低频吸波材料。此外，本专利技术制备的低频吸波材料的介电常数实部较高，达到33以上。通过本专利技术提供的方法制备的吸波超材料基材的电磁性质均适合用于低频吸波超材料的制备。附图说明图1示出了制备吸波超材料基材的方法的流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参照图1，首先提供吸波超材料的基材组分：合金粉末和树脂基体。合金粉末包括FeAlSi、FeCo、FeAlCr、FeNdMn中的一种或者多种，合金粉末的平均粒度约为0.2um～2um，合金粉末的纯度大于99.9％。树脂基体包括酚醛树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂中的一种或者多种，树脂基体的平均粒度为1um以下，树脂基体的纯度大于99.9％。粒度为1um以下的树脂基体促进与合金粉末的均匀混合。然后，将合金粉末和树脂基体按照体积比(合金粉末：树脂基体＝50vol.％-75vol.％：25vol.％-50vol.％)进行混合，按这个体积比混合使得超材料的电磁性质适合于低频下工作，同时又不会由于过量的合金而导致超材料的绝缘性能的劣化。混合后在球磨机上进行湿混，湿混所使用的介质为乙醇。优选地，球磨机为全方位行星式球磨机，全方位行星式球磨机有利于更均匀地进行混合。球磨时间为10～80小时，转速为0～300rpm，球料体积比为1-2:1。优选地，当使用氧化锆珠(0.5～4mm)球磨时，球磨时间为10～60小时，转速为0～300rpm。氧化锆珠能够增加球磨的效率，降低球磨所需的时间。之后，将湿混后的合金粉末和树脂基体的混合物进行烘干，进行热压成型，得到本专利技术所需的低频(频率范围1-4GHz)吸波超材料基材。在热压成型中，优选地使用平板热压机，热压成型的温度为150～300℃，热压成型的压力为50～300MPa，热压成型的时间为10min～60min。热压成型后的基材可以为薄膜或片材。实施例1将50vol.％FeAlSi合金粉末与50vol.％酚醛树脂配料后进行球磨混合。采用尼龙罐和氧化锆球，球料比为1:1，球磨时间30小时，转速300rpm，热压成型的压力100MPa，在200℃热压成型20min，晾干，即可获得一种FeAlSi基的低频吸波超材料基体。实施例2将60vol.％FeAlCr合金粉末与40vol.％环氧树脂配料后进行球磨混合。采用尼龙罐和氧化锆球，球料比为2:1，球磨时间10小时，转速200rpm，热压成型的压力50MPa，在150℃热压成型60min，晾干，即可获得一种FeAlCr基的低频吸波超材料基体。实施例3将75vol.％FeNdMn合金粉末与25vol.％聚氨酯树脂配料后进行球磨混合。采用尼龙罐和氧化锆球，球料比为1:1，球磨时间60小时，转速50rpm，热压成型的压力300MPa，在300℃热压成型10min，晾干，即可获得一种FeNdMn基的低频吸波超材料基体。实施例4将60vol.％FeAlSi合金粉末与40vol.％聚氨酯树脂配料后进行球磨混合。采用尼龙罐和玛瑙球，球料比为1:1，球磨时间60小时，转速250rpm，热压成型的压力200MPa，在250℃热压成型40min，晾干，即可获得一种FeAlSi基的低频吸波超材料基体。实施例5将70vol.％FeAlCr合金粉末与30vol.％聚氨酯树脂配料后进行球磨混合。采用尼龙罐和尼龙球，球料比为2:1，球磨时间80小时，转速150rpm，热压成型的压力50MPa，在150℃热压成型60min，晾干，即可获得一种FeAlCr基的低频吸波超材料基体。实施例6将75vol.％FeNdMn合金粉末与25vol.％环氧树脂配料后进行球磨混合。采用尼龙罐和玛瑙球，球料比为1:1，球磨时间10小时，转速100rpm，热压成型的压力250MPa，在50℃热压成型10min，晾干，即可获得一种FeNdMn基的低频吸波超材料基体。实施例7将75vol.％FeCo合金粉末与25vol.％环氧树脂配料后进行球磨混合。采用尼龙罐和玛瑙球，球料比为1:1，球磨时间30小时，转速80rpm，热压成型的压力250MPa，在50℃热压成型10min，晾干，即可获得一种FeCo基的低频吸波超材料基体。下面采用HP8510网络分析仪测定实施例1-7的低频吸波超材料基材的微波段(1～4GHz)的磁导率和介电常数。以2mm厚的吸波材料为样本进行参数测量，数据如下表1所示：表1现有的吸波材料在1-4GHz的频率(即低频)下的磁导率一般小于2，有些复合材料的磁导率也只能达到5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备吸波超材料基材的方法，其特征在于，所述方法包括：提供合金粉末和树脂基体；将所述合金粉末和所述树脂基体混合后在球磨机上进行湿混，得到所述合金粉末和所述树脂基体的复合材料；将所述复合材料烘干，热压成型，得到吸波超材料基材。

【技术特征摘要】
1.一种制备吸波超材料基材的方法，其特征在于，所述方法包括：提供合金粉末和树脂基体；将所述合金粉末和所述树脂基体混合后在球磨机上进行湿混，得到所述合金粉末和所述树脂基体的复合材料；将所述复合材料烘干，热压成型，得到吸波超材料基材。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述合金粉末为FeAlSi、FeCo、FeAlCr、FeNdMn中的一种或者多种。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述树脂基体包括酚醛树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂中的一种或者多种。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述合金粉末的平均粒度为0.2um～2um，纯度大于99.9％。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述合金粉末与所述树脂基体的体积比为50vol.％-75vol.％：25vol.％...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：洛阳尖端技术研究院，洛阳尖端装备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41