陶瓷基超材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种陶瓷基超材料的制备方法，包括以下步骤：提供经过烧结的包含多个陶瓷基板的一组陶瓷基板；以流延法制得包含一个或多个流延生坯片的一组流延生坯片；在该组流延生坯片的至少一流延生坯片上形成导电微结构；粘接该组陶瓷基板与该组流延生坯片以形成一多层叠合结构，其中每两个陶瓷基板之间夹设有一个形成有导电微结构的流延生坯片；将该多层叠合结构进行热压压合；以及烧结该多层叠合结构，获得该陶瓷基超材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超材料，尤其是涉及陶瓷基超材料及其制备方法。
技术介绍
超材料(Metamaterial)是指一些具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料。超材料的奇特性质源于其精密的几何结构以及尺寸大小。超材料中的微结构，大小尺度小于它作用的波长，因此得以对波施加影响。迄今发展出的超材料包括左手材料、光子晶体、超磁性材料等。左手(LH)材料是一类在一定的频段下同时具有负的磁导率和负的介电常数的材料系统(对电磁波的传播形成负的折射率)。与之相对的是，大多数自然的材料是RH材料。超材料的奇异性质使它具有广泛的应用前景，从高接收率天线，雷达反射罩甚至是地震预警。从结构上看，超材料是由非金属材料制成的基板和附着在基板表面上或嵌入在基板内部的多个导电微结构构成的。基板可以虚拟地划分为阵列排布的多个基板单元。每个基板单元上附着有导电微结构，从而形成一个超材料单元。整个超材料是由很多这样的超材料单元组成的，就像晶体是由无数的晶格按照一定的排布构成的。每个超材料单元上的导电微结构可以相同或者不完全相同。导电微结构是由导电材料组成的具有一定几何图形的平面或立体结构。由于导电微结构的存在，每个超材料单元具有不同于基板本身的电磁特性，因此所有的超材料单元构成的超材料对电场和磁场呈现出特殊的响应特性。通过对导电微结构设计不同的具体结构和形状，可以改变整个超材料的响应特性。目前超材料的基板可以是有机基板或者陶瓷基板。有机基板的复合超材料通常是用叠层复合的方法引入导电微结构阵列。这一方法通常涉及蚀刻覆铜板、半固化片、叠层、加热加压固化等工序。这一方法不适用于陶瓷基板。陶瓷基板的复合超材料中引入微结构的方法之一是在流延片丝印导电微结构并进行低温共烧。流延片是通过流延法获得的陶瓷坯片。流延法是指在陶瓷粉料中加入溶剂、分散剂、粘接剂、增塑剂等成分，得到分散均匀的稳定浆料，在流延机上制得要求厚度薄膜的一种成型方法。已有使用流延法来制造陶瓷薄板的研究和生产实施。然而使用流延法制得的流延薄片存在烧结收缩率过大的问题。过大的收缩率首先会导致超材料的厚度不可靠，其次会导致陶瓷基超材料上的导电微结构变形，从而降低了导电微结构的分布精度。这对于对导电微结构的分布精度有极高要求的超材料来说是不能接受的。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种陶瓷基超材料的制备方法，可以抑制陶瓷基超材料的收缩。本专利技术的另一目的是提供一种陶瓷基超材料，具有可以更精确控制的厚度。本专利技术所提出一种陶瓷基超材料的制备方法，包括以下步骤：提供经过烧结的包含多个陶瓷基板的一组陶瓷基板；以流延法制得包含一个或多个流延生坯片的一组流延生坯片；在该组流延生坯片的至少一流延生坯片上形成导电微结构；粘接该组陶瓷基板与该组流延生坯片以形成一多层叠合结构，其中每两个陶瓷基板之间夹设有一个形成有导电微结构的流延生坯片；将该多层叠合结构进行热压压合；以及烧结该多层叠合结构，获得该陶瓷基超材料。在本专利技术的一实施例中，各陶瓷基板与流延生坯片粘接的表面涂覆有粘接层。在本专利技术的一实施例中，各粘接层的厚度<150μm。在本专利技术的一实施例中，各陶瓷基板和流延生坯片为平面，且该热压压合的工艺是真空热压工艺。在本专利技术的一实施例中，该真空热压工艺的温度为60-80℃。在本专利技术的一实施例中，各陶瓷基板和流延生坯片为曲面，且该热压压合
的工艺是温等静压工艺。在本专利技术的一实施例中，该温等静压工艺的温度为60-80℃。在本专利技术的一实施例中，叠合该至少一陶瓷基板与该至少一流延生坯片的。在本专利技术的一实施例中，将该多层叠合结构进行排胶的温度小于580℃。在本专利技术的一实施例中，在烧结该多层叠合结构之前还包括：将该多层叠合结构进行排胶。在本专利技术的一实施例中，将该多层叠合结构进行排胶的时间大于或等于20小时。在本专利技术的一实施例中，将该多层叠合结构进行排胶的温度小于550℃。在本专利技术的一实施例中，该多层叠合结构为对称结构。在本专利技术的一实施例中，该多层叠合结构为非对称结构。本专利技术另提出一种陶瓷基超材料，包括由一组陶瓷基板和一组流延片叠合、烧结而成的多层叠合结构，其中该组陶瓷基板包含多个陶瓷基板，该组流延片包含一个或多个流延片，其中至少一流延片上附着有导电微结构，且该组陶瓷基板与该组流延片叠合之前，该组陶瓷基板为已烧结，且该组流延片为未烧结。在本专利技术的一实施例中，该多层叠合结构为对称结构。在本专利技术的一实施例中，该多层叠合结构包含多个重复单元，每一重复单元依次包括：第一陶瓷基板、附着有导电微结构的第一流延片、未附着有导电微结构的第二流延片以及第二陶瓷基板，其中每一重复单元与相邻的一侧重复单元共用该第一陶瓷基板，且与相邻的另一侧重复单元共用该第二陶瓷基板。在本专利技术的一实施例中，该多层叠合结构为非对称结构。在本专利技术的一实施例中，该多层叠合结构包含多个重复单元，每一重复单元依次包括：第一陶瓷基板、附着有导电微结构的第一流延片以及以及第二陶瓷基板，其中每一重复单元与相邻的一侧重复单元共用该第一陶瓷基板，且与相邻的另一侧重复单元共用该第二陶瓷基板。本专利技术由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，由于陶瓷基板为已烧结的材料，当它与流延生坯片叠合时，二者间有较佳的结合强度，能够抑制
流延生坯片及其导电微结构的收缩，从而使流延生坯片的厚度可控，且导电微结构不至于发生明显降低精度的变形。附图说明为让本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作详细说明，其中：图1示出本专利技术一实施例的陶瓷基超材料的制备方法流程图。图2示出根据本专利技术一实施例所提供的陶瓷基板。图3示出根据本专利技术一实施例所制得的流延生坯片。图4示出根据本专利技术一实施例所制得的含有导电微结构的流延生坯片。图5示出本专利技术第一实施例的陶瓷基超材料的分层结构。图6示出本专利技术第二实施例的陶瓷基超材料的分层结构。图7示出本专利技术第三实施例的陶瓷基超材料的分层结构。图8示出本专利技术第四实施例的陶瓷基超材料的分层结构。具体实施方式下面结合具体实施例和附图对本专利技术作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本专利技术的保护范围。本专利技术的实施例将描述陶瓷基超材料的制备方法。这一陶瓷基超材料具有多层叠合结构。对于多层叠合结构而言，各层在烧结中的收缩会相互影响。尤其是，一层的收缩会受到与其相结合的相邻层的显著影响。因此可以利用这些影响来抑制烧结过程中的收缩。图1示出本专利技术一实施例的陶瓷基超材料的制备方法流程图。参照图1所示，制备方法的流程如下：步骤101，提供经过烧结的一组陶瓷基板。这组陶瓷基板可以包含多个陶瓷基板。各陶瓷基板可以经过加工以获得所需的尺寸和形状。各陶瓷基板可以为平面，也可以为曲面。各个陶瓷的尺寸、形状以及材料通常可以相同。但是可以理解，可以为了特定的需求，让某些陶瓷基板的参数不同于另一些陶瓷基板的参数。例如，为了厚度的控制，可以让某些陶瓷基板比另一些陶瓷基板更薄或者更厚。本专利技术不对陶瓷基板的材料做特别限制，但通常而言，对于超材料来说期望陶瓷基板较低的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陶瓷基超材料的制备方法，包括以下步骤：提供经过烧结的包含多个陶瓷基板的一组陶瓷基板；以流延法制得包含一个或多个流延生坯片的一组流延生坯片；在该组流延生坯片的至少一流延生坯片上形成导电微结构；粘接该组陶瓷基板与该组流延生坯片以形成一多层叠合结构，其中每两个陶瓷基板之间夹设有一个形成有导电微结构的流延生坯片；将该多层叠合结构进行热压压合；以及烧结该多层叠合结构，获得该陶瓷基超材料。

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷基超材料的制备方法，包括以下步骤：提供经过烧结的包含多个陶瓷基板的一组陶瓷基板；以流延法制得包含一个或多个流延生坯片的一组流延生坯片；在该组流延生坯片的至少一流延生坯片上形成导电微结构；粘接该组陶瓷基板与该组流延生坯片以形成一多层叠合结构，其中每两个陶瓷基板之间夹设有一个形成有导电微结构的流延生坯片；将该多层叠合结构进行热压压合；以及烧结该多层叠合结构，获得该陶瓷基超材料。2.如权利要求1所述的陶瓷基超材料的制备方法，其特征在于，各陶瓷基板与流延生坯片粘接的表面涂覆有粘接层。3.如权利要求2所述的陶瓷基超材料的制备方法，其特征在于，各粘接层的厚度<150μm。4.如权利要求1所述的陶瓷基超材料的制备方法，其特征在于，各陶瓷基板和流延生坯片为平面，且该热压压合的工艺是真空热压工艺。5.如权利要求4所述的陶瓷基超材料的制备方法，其特征在于，该真空热压工艺的温度为60-80℃。6.如权利要求1所述的陶瓷基超材料的制备方法，其特征在于，各陶瓷基板和流延生坯片为曲面，且该热压压合的工艺是温等静压工艺。7.如权利要求6所述的陶瓷基超材料的制备方法，其特征在于，该温等静压工艺的温度为60-80℃。8.如权利要求1所述的陶瓷基超材料的制备方法，其特征在于，在烧结该多层叠合结构之前还包括：将该多层叠合结构进行排胶。9.如权利要求8所述的陶瓷基超材料的制备方法，其特征在于，将该多层叠合结构进行排胶的时间大于或等于20小时。10.如权利要求8所述的陶瓷基...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳光启高等理工研究院，深圳光启创新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44