一种可控电磁屏蔽构件及其制备方法技术

本发明专利技术属于电磁屏蔽相关技术领域，并具体公开了一种可控电磁屏蔽构件及其制备方法。该构件包括三维点阵结构和外层板，其中：三维点阵结构为预设数量的点阵单胞通过三维周期性阵列连接形成的点阵结构；该三维点阵结构由形状记忆合金制成，可在外界温度控制下沿竖直方向进行压缩或回复，以通过改变三维点阵结构的孔隙调节该构件的电磁屏蔽效果；外层板包括上层板和下层板，其分别覆盖在三维点阵结构的上下两端，用于提高可控电磁屏蔽构件的稳定性。本发明专利技术在外界温度的控制下能够沿竖直方向进行压缩和回复，以改变该三维点阵结构的孔隙，并影响电磁波的反射率和吸收率，进而实现电磁屏蔽效果可控，具有应用范围广、成本低、控制方便、轻量化的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种可控电磁屏蔽构件及其制备方法
本专利技术属于电磁屏蔽相关
，更具体地，涉及一种可控电磁屏蔽构件及其制备方法。
技术介绍
随着信息科技的飞速发展，电磁波的应用不断扩大，在通信行业、医疗检测行业等被予以广泛关注。但在航空等领域因电磁波引发的电磁干扰却成为棘手问题，因此电磁屏蔽的研究成为一个焦点话题。近年来功能材料及点阵结构种类层出不穷，在结构力学、热力学、电磁学等科研领域点阵结构和功能材料的结合已经屡见不鲜。但是为了实现可控的电磁屏蔽能力，科研工作者多从改变材料类型或者多材料堆叠方面着手。然而改变材料类型实现可控电磁屏蔽耗时耗力，多材料堆叠逐层吸收制造工艺复杂，增加成本。部分科研工作者提出了采用点阵结构吸收电磁波，经表明效果良好，然而，传统材料制备出的点阵结构因表面质量差、致密度低等缺陷，造成较差的抗冲击性能，实际应用中受限。并且为实现屏蔽效果可控，需要改变点阵结构类型，具有应用范围较窄、成本较高的劣势。因此，基于以往方式实现可控电磁屏蔽的方法具备耗时耗力，成本高，加工困难，减震效果弱等缺点。
技术实现思路
针对现有技术的上述缺点和/或改进需求，本专利技术提供了一种可控电磁屏蔽构件及其制备方法，其中该构件包括三维点阵结构和外层板，其中：三维点阵结构为预设数量的点阵单胞通过三维周期性阵列连接形成的点阵结构，该三维点阵结构由形状记忆合金制成；外层板包括上层板和下层板，其分别覆盖在三维点阵结构的上下两端。该构建能够在外界温度的控制下沿竖直方向进行压缩和回复，以此改变该三维点阵结构的孔隙，并影响电磁波的反射率和吸收率，进而实现电磁屏蔽效果可控。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提出了一种可控电磁屏蔽构件，该构件包括三维点阵结构和外层板，其中：所述三维点阵结构为预设数量的点阵单胞通过三维周期性阵列连接形成的点阵结构；该三维点阵结构由形状记忆合金制成，可在外界温度控制下沿竖直方向进行压缩或回复，以通过改变所述三维点阵结构的孔隙调节该构件的电磁屏蔽效果；所述外层板包括上层板和下层板，其分别覆盖在所述三维点阵结构的上下两端，用于提高所述可控电磁屏蔽构件的稳定性。作为进一步优选地，所述形状记忆合金为Cu-Zn-Al系记忆合金，其中Zn含量为35wt％～40wt％，Al含量为2wt％～6.5wt％，Zr含量为0.2wt％～1wt％，Si含量为0.1wt％～0.6wt％，余量为Cu。作为进一步优选地，各个所述点阵单胞之间的连接杆的内部具备孔隙。作为进一步优选地，所述三维点阵结构采用三维极小曲面结构。作为进一步优选地，所述上层板或下层板的厚度为所述三维点阵结构高度的按照本专利技术的另一方面，提供了一种制备上述可控电磁屏蔽构件的方法，该方法具体为：S1构建所述可控电磁屏蔽构件的零件模型并进行切片处理；S2将形状记忆合金粉末作为原料，利用激光选区熔化技术进行逐层打印，最终制得成形零件；S3对所述成形零件进行驱动训练，使得其可在外界温度控制下沿竖直方向进行压缩或回复，以此制得所述可控电磁屏蔽构件。作为进一步优选地，步骤S1中获得切片层的厚度为0.03mm～0.06mm。作为进一步优选地，步骤S3中进行驱动训练具体包括如下子步骤：S31将所述成形零件置于15℃～25℃的水中，对该成形零件施加Z轴轴向压力，促使该成形零件沿Z轴方向发生压缩变形；S32然后将该成形零件置于70℃～100℃的水中，并撤掉施加在该成形零件上的压力，使得该成形零件回复，以此进行驱动训练。作为进一步优选地，步骤S2中，所述形状记忆合金粉末的粒径为10μm～60μm。作为进一步优选地，步骤S2中，在氩气气氛下进行激光选区熔化，并且激光选区熔化采用的激光功率为220W～340W，扫描速度为300mm/s～500mm/s，激光功率密度为100J/mm3～300J/mm3。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：1.本专利技术提供了一种可控电磁屏蔽构件，其中该构件的三维点阵结构由形状记忆合金制成，并在外界温度的控制下能够沿竖直方向进行压缩和回复，以此改变该三维点阵结构的孔隙，并影响电磁波的反射率和吸收率，进而实现电磁屏蔽效果可控，具有应用范围广、成本低、控制方便、轻量化的优势；同时该可控电磁屏蔽构件在三维点阵结构的上下两侧设置有上层板和下层板，能够有效提高可控电磁屏蔽构件的稳定性，具有较好的抗冲击性；2.尤其是，本专利技术通过对形状记忆合金的组成进行优化，相比传统Cu-Zn-Al合金，能够提高结构的强度，进而提高结构的承载能力；3.同时，本专利技术提供了一种可控电磁屏蔽构件的制备方法，该方法利用激光选区熔化技术结合形状记忆合金进行制备，能够有效缩短生产周期、减少材料损耗、降低生产成本，并且具有成形零件质量高的优势。附图说明图1是按照本专利技术优选实施例构建的可控电磁屏蔽构件的三维立体图；图2是按照本专利技术优选实施例构建的可控电磁屏蔽构件的主视图；图3是本专利技术优选实施例中施加压缩作用力下三维点阵结构的变形图；图4是本专利技术优选实施例提供的可控电磁屏蔽构件的制备流程图；图5是本专利技术优选实施例提供的可控电磁屏蔽构件的回复图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。如图1所示，本专利技术实施例提供了一种可控电磁屏蔽构件，该构件包括三维点阵结构和外层板，其中：三维点阵结构为预设数量的点阵单胞通过三维周期性阵列连接形成的点阵结构，该三维点阵结构采用三维极小曲面(TPMS)结构，并且各个点阵单胞之间的连接杆的内部具备孔隙，从而进一步提高电磁屏蔽效果的可调范围，同时实现轻量化目标；该三维点阵结构由形状记忆合金制成，可在外界温度控制下沿竖直方向进行压缩或回复，以通过改变三维点阵结构的孔隙调节该构件的电磁屏蔽效果，孔隙百分比增加可以使电磁波进入三维点阵结构后反射次数增加，从而提高电磁波吸收率，以此提高电磁屏蔽效果；外层板包括上层板和下层板，其分别覆盖在三维点阵结构的上下两端，用于提高可控电磁屏蔽构件的稳定性。可控电磁屏蔽构件在外界环境温度达到形状记忆合金的相变温度时，三维点阵结构产生回复，通过控制环境温度和保温时间实现可控回复尺寸。通过改变三维点阵结构的回复量改变其孔隙百分比，以此改变电磁波的反射率、吸收率等，间接实现可控电磁屏蔽。回复量越大，孔隙百分比越大，电磁波进入三维点阵结构后反射的次数增加，导致反射率增加，能够有效提高电磁屏蔽效果。进一步，形状记忆合金为Cu-Zn-Al系记忆合金，与Ni-Ti形状记忆合金相比具备相变温可调范围宽、加工性好、成本低等特点；该Cu-Zn-Al系记忆合金中Zn含量为33本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可控电磁屏蔽构件，其特征在于，该构件包括三维点阵结构和外层板，其中：所述三维点阵结构为预设数量的点阵单胞通过三维周期性阵列连接形成的点阵结构；该三维点阵结构由形状记忆合金制成，可在外界温度控制下沿竖直方向进行压缩或回复，以通过改变所述三维点阵结构的孔隙调节该构件的电磁屏蔽效果；所述外层板包括上层板和下层板，其分别覆盖在所述三维点阵结构的上下两端，用于提高所述可控电磁屏蔽构件的稳定性。/n

【技术特征摘要】
1.一种可控电磁屏蔽构件，其特征在于，该构件包括三维点阵结构和外层板，其中：所述三维点阵结构为预设数量的点阵单胞通过三维周期性阵列连接形成的点阵结构；该三维点阵结构由形状记忆合金制成，可在外界温度控制下沿竖直方向进行压缩或回复，以通过改变所述三维点阵结构的孔隙调节该构件的电磁屏蔽效果；所述外层板包括上层板和下层板，其分别覆盖在所述三维点阵结构的上下两端，用于提高所述可控电磁屏蔽构件的稳定性。


2.如权利要求1所述的可控电磁屏蔽构件，其特征在于，所述形状记忆合金为Cu-Zn-Al系记忆合金，其中Zn含量为35wt％～40wt％，Al含量为2wt％～6.5wt％，Zr含量为0.2wt％～1wt％，Si含量为0.1wt％～0.6wt％，余量为Cu。


3.如权利要求1所述的可控电磁屏蔽构件，其特征在于，各个所述点阵单胞之间的连接杆的内部具备孔隙。


4.如权利要求1所述的可控电磁屏蔽构件，其特征在于，所述三维点阵结构采用三维极小曲面结构。


5.如权利要求1～4任一项所述的可控电磁屏蔽构件，其特征在于，所述上层板或下层板的厚度为所述三维点阵结构高度的


6.一种制备如权利要求1～5任一项所述的可控电磁屏蔽构件的方法，其特征在于，该方法具体为：
S1构建所述可控电磁屏蔽构...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋波，张志，张磊，史玉升，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42