微波暗室用吸波材料及其印制法生产方法技术

本发明专利技术属于微波吸收材料领域，具体涉及一种微波暗室用吸波材料及其印制法生产方法。一种微波暗室用吸波材料，其特征在于该材料是由带有电磁损耗薄层或图案的柔性基材组装成具有蜂窝结构的产品；电磁损耗油墨在柔性基材上印制电磁损耗图案，或者是利用溅射或沉积法在柔性基材上形成电磁损耗薄层或图案，以满足产品的电磁损耗要求。本发明专利技术通过在蜂窝结构表面粘合各种具有电磁损耗功能的薄层或图案来增加蜂窝结构的电磁损耗。解决了非结构泡沫吸波材料的低性能，体积大，没有必要的机械强度，重量重，寿命短，耐热性差，不环保等等多种弊端。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微波吸收材料领域，具体涉及一种。
技术介绍
在有限的空间达到高微波反射吸收必须满足两个条件，即与自由空间的阻抗匹配和吸波范围内的入射波和反射波的相位匹配，微波暗室的电磁损耗吸波材料主要使用浸泡过介电型电磁损耗材料的导电碳黑涂料的非结构型聚氨酯泡沫，其细细的尖锥形状是为满足与自由空间的微波阻抗匹配而做的渐变形状设计。由于聚氨酯泡沫的耐热、耐环境性较差，刚度低，难以胜任高功率的应用，在使用一段时间后会出现锥尖下弯，碳粉脱落等现象，特别是低频用吸波材料，由于其高度可达I米以上，使用中的变形明显，故使用寿命非常有限。导电涂料涂敷的玻纤尖锥蜂窝已用在高功率暗室，然而由于工艺复杂其成本无法与聚氨酯泡沫相比，其设计机理与尖锥吸波材料相同，所以无法实现对特定频段的选择性吸收。早期曾经采用苏联开发的使用导电纸卷成的吸波材料，尽管价格低廉，性能可接受，但寿命短，使用不便，如碳粉满地，使用聚苯烯泡沫作为卷芯也无法承受高能量微波，国内数个暗室因此烧毁，其寿命一般难超过15年。磁性电磁损耗铁氧体吸波材料用于低于IGHz的低频吸波，但吸收性能仅有15到30dB，其每m2重量大概在30kg，由于工艺复杂，造价也非常昂贵。目前将6_厚此类铁氧体瓦作为吸波尖劈的基板，可以将低频吸波材料的占空体积减少至30 %左右，但是暗室重量大大增加，需加强建筑结构。作为结构吸波材料芯材，通常将电磁损耗导电涂料涂敷在Nomex蜂窝内表面，也可将柔性的聚氨酯泡沫吸波材料用刚性的泡沫强化，其成本自然也随工艺的复杂化而大增。整体而言，现有的宽频微波吸波材料体系超过近半个世纪的改进发展，其设计和生产工艺并没有革命性的进步，依然是成本高，工期长，无设计优化性，低频性能差，耐高温和阻燃性差，机械强度低，寿命短等等，面临多种弊端无法满足近年无线通讯测试的快速发展。近年在超材，计算电磁学，印刷电路和印刷电子产品的进步和对各种复合材料的微波响应理解开启了新的吸波材料的设计思潮和生产方式。本专利技术的设计超薄吸波材料的原理就是基于尤其近十年来单元结构设计超材料的发展，从而为吸波材料突破现有性能极限提供了新的选项和可能性。蜂窝材料的强度远远高于泡沫等轻质材料，在同样的密度下压缩强度是泡沫的一倍，生产工艺完善，用不同的纸，布，玻纤布，朔料薄片等均可生产蜂窝结构材料。
技术实现思路
本专利技术提供一种微波暗室用吸波材料，该材料具有低成本，工艺和产品环保，机械强度高，密度低，寿命长，耐高温以及阻燃等优点，解决了非结构泡沫吸波材料的低性能，体积大，没有必要的机械强度，重量重，寿命短，耐热性差，不环保等等多种弊端。本专利技术还提供一种上述微波暗室用吸波材料的印制法生产方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种微波暗室用吸波材料，该材料是由带有电磁损耗薄层或图案的柔性基材组装成具有蜂窝结构的产品；该损耗薄层可以使用各种粉体电磁损耗添加剂和使用量构成的油墨，只要满足电磁设计即可；有3种类型的电磁损耗添加剂，即介电或导电型和磁性型以及复合型；一般的导电材料粉体都是介电型，铁氧体粉体是磁性型，铁镍钴的合金粉末是复合型；也可以混合不同的电磁损耗添加剂以达到最佳性能，电磁损耗油墨在柔性基材上印制电磁损耗图案，或者是利用溅射或沉积法在柔性基材上形成电磁损耗薄层或图案，以满足产品的电磁损耗要求。利用各种溅射和沉积法形成拥有电磁损耗薄层和图案，例如纳米金属薄膜，导电高分子涂层和导电陶瓷薄膜等等也拥有电磁损耗性能，该工艺也能替代印制工艺满足电磁损耗需求和本专利技术的要求。本专利技术通过在蜂窝结构表面粘合各种具有电磁损耗功能的薄层或图案来增加蜂窝结构的电磁损耗。本专利技术提供一个全新的3维微波暗室用吸波材料的设计和生产工艺，革新使用传统浸泡导电碳黑涂料的尖锥形状聚氨酯泡沫作为微波暗室的吸波材料以及现有涂敷导电涂料的蜂窝吸波结构芯材。作为优选，所述柔性基材选自纸、布、塑料薄膜、柔性泡沫板和由柔性材料粘接起来形成可折叠结构的硬质板，柔性基材的厚度为0.01毫米-20毫米。柔性基材只要满足在生产工艺和使用条件下的柔韧性和强度和以及低重量即可。进一步的，柔性基材为阻燃牛皮纸、芳纶纸或玻纤布，面密度为20-500g/m2。一种印制法生产所述的微波暗室用吸波材料，其特征在于该方法包括如下步骤:I)利用电磁仿真软件优化蜂窝结构的设计和选材，选择用于生产产品的柔性基材和产品的蜂窝结构特征；2)生产电磁损耗油墨，采用该电磁损耗油墨在柔性基材上印制所需的电磁损耗图案，或者是利用溅射或沉积法在柔性基材上形成电磁损耗薄层或图案，以满足产品的电磁损耗要求；所述的电磁损耗油墨即在油墨配方中加入有效量的电磁损耗添加剂；3)用节点胶粘接使已印刷电磁损耗图案的柔性基材组装成预先设计好的蜂窝结构；4)蜂窝结构的固定和应用。作为优选，电磁损耗油墨主要由粘合剂、电磁损耗添加剂和溶剂组成，电磁损耗添加剂的加入量为电磁损耗油墨总重量的3% -90%。本专利技术可以使用任何粘合剂，其可以是有机高分子材料和无机材料以及陶瓷的前躯体，其配方中使用量从5%到90%;本专利技术可以使用各种电磁损耗添加剂和使用量，只要满足电磁设计即可；有3种类型的电磁损耗添加剂，即介电或导电型和磁性型以及复合型；一般的导电材料都是介电型，铁氧体是磁性型，铁镍钴的合金是复合型；也可以混合不同的电磁损耗添加剂以达到最佳性能，其配方中使用量从3%到90%。溶剂用以调整可生产性和工艺性，其选择是根据粘合剂的种类，其配方中使用量从0%到80%，也可以使用各种助剂用以改变工艺性等等，如流平剂。作为优选，步骤3)的过程为:用涂胶机在已印刷电磁损耗图案的柔性基材上涂敷节点胶，加热干燥溶剂达到触干，剪切至所需长度，按设计排列柔性基材至所需厚度，得到基材块，然后用高温压机或真空压机加热基材块固化节点胶，固化后用拉伸机拉开基材块形成蜂窝状结构并固定在框架上喷涂或浸涂保护油漆，干燥固化后从框架脱离分幅至所对应的厚度，得到产品。作为优选，电磁损耗添加剂选自导电金属粉、导电陶瓷粉、有机导电高分子粉体、碳黑、石墨粉、碳纤维、碳纳米管、石墨烯、铁氧体、铁镍合金、铁钴合金中的一种或二种以上的组合。作为优选，所述的柔性基材为阻燃牛皮纸，电磁损耗油墨的主要材料为改性酚醛树脂，电磁损耗添加剂由石墨粉、导电炭黑和金属粉组成。该技术方案用于制备成本较低的微波暗室用吸波材料。步骤I)中，所述通过电磁仿真软件优化蜂窝的设计，是把电磁损耗材料的电磁参数，蜂窝尺寸和形状，材料形状和厚度，等等输入电脑程序进行电磁计算和优化，该程序可以是商业软件以及自编程序，优化的结果是满足要求的最薄(最矮蜂窝)设计，以及损耗材料的厚度和图案和最低成本。本专利技术可设计生产的蜂窝应用频率从0.01到110G当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波暗室用吸波材料，其特征在于该材料是由带有电磁损耗薄层或图案的柔性基材组装成具有蜂窝结构的产品；电磁损耗油墨在柔性基材上印制电磁损耗图案，或者是利用溅射或沉积法在柔性基材上形成电磁损耗薄层或图案，以满足产品的电磁损耗要求。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓超然，张亚妮，
申请(专利权)人：邓秀梅，
类型：发明
国别省市：浙江;33