一种吸波材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种吸波材料及其制备方法，所述吸波材料包含多层石墨烯膜和多层低介电介质膜，石墨烯膜和低介电介质膜交替叠放，并且表面为石墨烯膜，底面为低介电介质膜；其中，每层石墨烯膜具有不同的表面方块电阻，并且从表面到底面，石墨烯膜的表面方块电阻逐渐降低。本发明专利技术通过调节石墨烯膜的电磁参数及其与低介电介质的阻抗匹配，可在一定范围内调节吸波材料的吸收频段与吸收性能，形成轻质宽频段微波吸波材料。该吸波材料用于微波暗室，可以有效衰减2～40GHz波段范围的电磁波，而厚度小于220mm，密度小于0.3g/cm

【技术实现步骤摘要】
一种吸波材料及其制备方法
本专利技术涉及吸波材料
，尤其涉及一种吸波材料及其制备方法。
技术介绍
随着通信技术、隐身技术、仿真试验技术等现代电子技术的发展，微波暗室的应用越来越广泛。目前电子仪器所使用频段从米波到毫米波，范围从地面观测到宇宙观测，应用从军用到民用，也对微波暗室的性能提出了更高的要求，特别是对暗室的体积、背景电平要求更为苛刻。吸波材料作为微波暗室的关键组成部分，对微波暗室的性能起着重要作用，微波暗室的背景电平在很大程度上也取决于所使用的吸波材料。一般而言，吸波材料的吸收频带越宽，吸收性能越好，越有利于微波暗室背景电平的降低。现有技术中的微波暗室所用的吸波材料主要是浸渍炭黑的聚氨酯泡沫吸波材料。这类吸波材料存在着体积大、质量重、容易掉粉的问题，特别是在需要人行走的部位，由于泡沫力学强度低而不方便行走，且无法在较薄的厚度下实现宽频吸波。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决如下一个或多个技术问题：现有技术中的微波暗室所用的吸波材料体积大、质量重、容易掉粉、力学强度低、无法在较薄的厚度下实现宽频吸波。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种吸波材料，所述吸波材料包含多层石墨烯膜和多层低介电介质膜，石墨烯膜和低介电介质膜交替叠放，并且表面为石墨烯膜，底面为低介电介质膜；其中，每层石墨烯膜具有不同的表面方块电阻，并且从表面到底面，石墨烯膜的表面方块电阻逐渐降低。优选地，所述吸波材料的总厚度为10mm～220mm；所述吸波材料的叠放层数为10层～40层；和石墨烯膜的表面方块电阻按照10Ω～50Ω/层的幅度进行降低。优选地，所述石墨烯膜的厚度为50μm～1mm；所述低介电介质膜的厚度为0.5mm～10mm；所述吸波材料的叠放层数为20层～30层。优选地，所述吸波材料的叠放层数为20层，10层为石墨烯膜，10层为低介电介质膜；和第一层石墨烯膜的表面方块电阻为300Ω～800Ω；第二层石墨烯膜的表面方块电阻为250Ω～750Ω；第三层石墨烯膜的表面方块电阻为200Ω～700Ω；第四层石墨烯膜的表面方块电阻为150Ω～650Ω；第五层石墨烯膜的表面方块电阻为100Ω～600Ω；第六层石墨烯膜的表面方块电阻为80Ω～550Ω；第七层石墨烯膜的表面方块电阻为60Ω～500Ω；第八层石墨烯膜的表面方块电阻为40Ω～450Ω；第九层石墨烯膜的表面方块电阻为30Ω～430Ω；第十层石墨烯膜的表面方块电阻为10Ω～400Ω。优选地，所述石墨烯膜按照如下方法进行制备：将石墨烯浆料分散到树脂溶液中，配制成石墨烯浆料；将石墨烯浆料刮涂在膜状基体材料上，得到所述石墨烯膜。优选地，所述石墨烯浆料中，石墨烯在树脂溶液中所占的质量比为1％～30％；所述石墨烯浆料在膜状基底材料上刮涂的厚度为30μm～980μm。优选地，所述低介电介质膜具有如下的介电性能：介电常数实部为1～5，介电常数虚部为0～0.5。优选地，所述低介电介质为高分子聚合物类材料，优选采用聚四氟乙烯、聚乙烯、聚酰亚胺、聚氨酯中的一种或多种。本专利技术还提供了上述任一项所述吸波材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将石墨烯膜和低介电介质膜交替叠放，形成表面为石墨烯膜，底面为低介电介质膜的多层结构，层与层之间使用粘合剂进行粘接；(2)将步骤(1)制得的多层结构进行固化，得到所述吸波材料。优选地，在步骤(1)中，所述粘合剂选自液体环氧树脂、不饱和树脂、双马树脂、酚醛树脂中的一种或多种。(三)有益效果本专利技术的上述技术方案具有如下优点：本专利技术吸波材料在2～40GHz波段具有优异的吸波性能，有40GHz带宽的反射率≤-20dB，而厚度小于220mm，密度小于0.3g/cm3。相比现有技术采用的浸渍炭黑的聚氨酯泡沫吸波材料，其体积更小，质量更轻，为平板外形易于安装，可以在较薄的厚度下实现宽频吸波，是一种能有效衰减宽频段电磁波，提升微波暗室性能的前沿技术。附图说明图1是本专利技术提供的吸波材料的结构示意图；图2是实施例1中宽频段微波吸波材料的反射率测试结果；图3是实施例2中宽频段微波吸波材料的反射率测试结果；图4是实施例3中宽频段微波吸波材料的反射率测试结果。图中：1：石墨烯膜；2：低介电介质膜。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，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在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术在一方面提供了一种吸波材料，如图1所示，所述吸波材料包含多层石墨烯膜1和多层低介电介质膜2，石墨烯膜1和低介电介质膜2交替叠放，并且表面为石墨烯膜1，底面为低介电介质膜2；其中，每层石墨烯膜1具有不同的表面方块电阻，并且从表面到底面，石墨烯膜1的表面方块电阻逐渐降低。本专利技术提供的吸波材料基于石墨烯膜设计而成，具体包含有石墨烯膜和作为其匹配层的低介电介质膜。吸波材料由这两种膜状材料交替叠放复合而成层的多层结构，第一层(即表层，靠近空气)为石墨烯膜，第二层低介电介质膜，第三层为石墨烯膜，第四层为低介电介质膜，以此类推，并且最后一层(即底层，靠近金属)为低介电介质膜。石墨烯膜起吸收电磁波和调节阻抗匹配的作用，低介电介质膜一方面调节阻抗与吸波频段，另一方面又起到力学承载的作用，改善了材料的力学性能和环境适应性等性能。另外，石墨烯膜同低介电介质膜的阻抗匹配设计通过调节石墨烯膜的表面方块电阻来实现，形成在2～40GHz频段范围内具有优异吸波性能的轻质复合吸波材料。本专利技术所用的石墨烯膜可以按照如下方法进行制备：将石墨烯浆料分散到树脂溶液中，配制成石墨烯浆料；将石墨烯浆料刮涂在膜状基体材料上，得到所述石墨烯膜。此处所用的树脂溶液可以选用现有技术中的任一种树脂溶液，本专利技术对此不做具体限定。膜状基体材料可以选用透波性较好的高分子聚合物膜，本专利技术在此不一一列举。石墨烯浆料的浓度和刮涂厚度可以使石墨烯膜具有不同的电磁性能(以表面方块电阻来进行表征)，在本专利技术提供的优选方案中，石墨烯在树脂溶液中所占的质量比被控制在1％～30％，例如，可以为1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％，具有上述优选浓度的石墨烯浆料在膜状基底材料上刮涂的厚度被控制在30μm～980μm，例如，可以为30μm、90μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm、500μm、550μm、600μm、650μm、700μm、750μm、800μm、850μm、900μm、950μm、980μm。本专利技术所用的低介电介质膜可以具有如下的介电性能：介电常数实部为1～5，介电常数虚部为0～0.5。具体地，所述低介电介质可以选用透波性较好的高分子聚合物，优选采用聚四氟乙烯、聚乙烯、聚酰亚胺、聚氨酯中的一种或多种。低介电介质膜所用的材料会对吸波材料的力学性能有一定影响，在其它条件相同的情况下，选用不同强度的高分子聚合物可以获得不同强度的吸波材料。在一些优选的实施方式中，所述吸波材料的总厚度为10mm～220mm，例如，可以具体为10mm、50mm、100mm、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种吸波材料，其特征在于，所述吸波材料包含多层石墨烯膜和多层低介电介质膜，石墨烯膜和低介电介质膜交替叠放，并且表面为石墨烯膜，底面为低介电介质膜；其中，每层石墨烯膜具有不同的表面方块电阻，并且从表面到底面，石墨烯膜的表面方块电阻逐渐降低。

【技术特征摘要】
1.一种吸波材料，其特征在于，所述吸波材料包含多层石墨烯膜和多层低介电介质膜，石墨烯膜和低介电介质膜交替叠放，并且表面为石墨烯膜，底面为低介电介质膜；其中，每层石墨烯膜具有不同的表面方块电阻，并且从表面到底面，石墨烯膜的表面方块电阻逐渐降低。2.根据权利要求1所述的吸波材料，其特征在于，所述吸波材料的总厚度为10mm～220mm；所述吸波材料的叠放层数为10层～40层；和石墨烯膜的表面方块电阻按照10Ω～50Ω/层的幅度进行降低。3.根据权利要求2所述的吸波材料，其特征在于，所述石墨烯膜的厚度为50μm～1mm；所述低介电介质膜的厚度为0.5mm～10mm；所述吸波材料的叠放层数为20层～30层。4.根据权利要求3所述的吸波材料，其特征在于，所述吸波材料的叠放层数为20层，10层为石墨烯膜，10层为低介电介质膜；和第一层石墨烯膜的表面方块电阻为300Ω～800Ω；第二层石墨烯膜的表面方块电阻为250Ω～750Ω；第三层石墨烯膜的表面方块电阻为200Ω～700Ω；第四层石墨烯膜的表面方块电阻为150Ω～650Ω；第五层石墨烯膜的表面方块电阻为100Ω～600Ω；第六层石墨烯膜的表面方块电阻为80Ω～550Ω；第七层石墨烯膜的表面方块电阻为60Ω～500Ω；第八层石墨烯膜的表面方块电阻为40Ω～450Ω；...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨智慧，孙新，张久霖，田江晓，孔淑兰，于海涛，
申请(专利权)人：北京环境特性研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11