The invention discloses a broadband electromagnetic wave absorbing metamaterial based on the fusion of foamed medium base material and metal structure, belonging to the electromagnetic wave absorption technology field. The metamaterial is composed of foam materials with different shapes and diameters and metal structures of different structural sizes. The composite metamaterial structure makes good use of the advantages of light weight, large scattering loss, strong interfacial polarization loss and low impedance, and fully exerts the characteristics of flexible and controllable wave absorbing band of metamaterial structure, so that the maximum level of the metamaterial in the whole frequency range of 1 ~ 18GHz is achieved. The reflectivity of plate decreases below 10dB, the reflectivity of key band plate decreases below 15dB, and the surface density is less than 8kg/m.
【技术实现步骤摘要】
一种基于泡沫介质基材料与金属结构融合的宽频带电磁波吸收超材料
本专利技术涉及电磁波吸收
,具体涉及一种基于泡沫介质基材料与金属结构融合的宽频带电磁波吸收超材料。
技术介绍
近年来无线电子通信技术使用越来越频繁,电磁干扰和污染问题凸显,影响日常生活;在军事应用领域,随着雷达探测技术的提升,对隐身性能也提出了新的要求,因此解决隐身问题的电磁波吸收材料的性能也需要提高。传统的隐身材料一般采用碳、碳化硅等介电均匀材料,铁硅铝、铁氧体等磁性均匀材料作为吸波基体,但是面临带宽较窄、吸波效能低、密度大等问题,为此研究人员开始逐渐拓宽材料设计维度,发展结构材料,近年来轻质结构泡沫材料,由于体密度小、带宽宽、吸波机制丰富受到人们的关注,但是在一定厚度限制下,低频段吸波性能不佳。而金属结构超材料,由于设计维度灵活,制备工艺简单,容易实现不同频段的吸波,在电磁波调控方面具有广阔的应用前景。本专利技术利用介质基泡沫材料轻质、宽带与金属结构吸波频段灵活可调的优势,解决宽带低频段电磁波吸收效果较差、厚度大、密度高的难题。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种基于泡沫介质基材料与金属结构融合的宽频带电磁波吸收超材料,以解决现有吸波材料宽带低频段电磁波吸收效果较差、厚度大、密度高的难题。为实现上述目的,本专利技术的技术方案是:一种基于泡沫介质基材料与金属结构融合的宽频带电磁波吸收超材料,该宽频带电磁波吸收超材料是由泡沫介质基吸波材料与金属结构复合材料分层固化连接而成,其中:由上至下第一层为金属结构复合材料,第二层为泡沫介质基吸波材料,第三层为FR4介质基板。所述金属结构复合材料是由 ...
【技术保护点】
1.一种基于泡沫介质基材料与金属结构融合的宽频带电磁波吸收超材料,其特征在于:该宽频带电磁波吸收超材料是由泡沫介质基吸波材料与金属结构复合材料分层固化连接而成,其中:由上至下第一层为金属结构复合材料,第二层为泡沫介质基吸波材料,第三层为FR4介质基板。
【技术特征摘要】
1.一种基于泡沫介质基材料与金属结构融合的宽频带电磁波吸收超材料,其特征在于:该宽频带电磁波吸收超材料是由泡沫介质基吸波材料与金属结构复合材料分层固化连接而成,其中:由上至下第一层为金属结构复合材料,第二层为泡沫介质基吸波材料,第三层为FR4介质基板。2.根据权利要求1所述的基于泡沫介质基材料与金属结构融合的宽频带电磁波吸收超材料,其特征在于:所述金属结构复合材料是由多个方形金属环均匀排布在FR4介质基板上形成;所述金属结构复合材料中的FR4介质基板的厚度为0.4-3mm,介电常数为4.0-4.3。3.根据权利要求1所述的基于泡沫介质基材料与金属结构融合的宽频带电磁波吸收超材料,其特征在于:所述泡沫介质基吸波材料为碳化硅泡沫、碳泡沫或铁基吸波泡沫材料中的一种或者两种组合;所述泡沫介质基吸波材料的网孔孔径为0.5~5.5mm,碳化硅泡沫电阻率为100-1015Ω·m,碳泡沫的电导率为0.2~5s/m,铁基泡沫的片状粉体粒径为10-80μm。4.根据权利要求1所述的基于泡沫介质基材料与金属结构融合的宽频带电磁波吸收超材料,其特征在于:第三层的FR4介质基板的厚度为0.5-1mm。5.根据权利要求2所述的基于泡沫介质基材料与金属结构融合的宽频带电磁波吸收超材料,其特征在于:该电磁波吸收超材料在不同极化方向具有较好的宽频带雷达吸收性能,吸波超材料在1-18GHz频段平板反射率小于-10dB,关键频段平板反射率小于-15dB,面密度低于8kg/m2。6.根据权利要求2所述的基于泡沫介质基材料与金属结构融合的宽频带电磁波吸收超材料的制备方法,其特征在于:该方法包括如下步骤:(1)泡沫介质基材料的形状及间距控制:泡沫介质基材料加工为方形块体形状,周期排列,方形块体泡沫材料边长为4mm-65mm,相邻泡沫块体材料的间距为1mm-20mm;(2)泡沫块体材料的连接材料制备:将高分子材料、固化剂与空心玻璃微珠在搅拌条件下混合均匀,得到填缝连接剂,即泡沫块体之间的连接材料;所述填缝连接剂中...
【专利技术属性】
技术研发人员:张劲松,李万崇,李处森,林立海,
申请(专利权)人:中国科学院金属研究所,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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