制备超材料基板的方法技术

本发明专利技术提供一种制备超材料基板的方法，该方法包括将一种或多种填料分别加入到一种或多种有机树脂溶液中并进行充分混合，以形成多种具有不同介电常数的胶液；然后将用作支撑层的增强材料依次浸入到不同胶液配方中再固化，由此制得基板。根据本发明专利技术的方法制成的超材料基板具有改变折射率、阻抗匹配等功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超材料领域，尤其涉及。
技术介绍
超材料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。通过在材料的关键物理尺度上的结构有序设计，可以突破某些表观自然规律的限制，从而或得超出自然界固有的普通性质的超常材料功能。超材料的性质和功能主要来自于其内部的结构而非构成它们的材料，因此为设计和合成超材料，人们进行了很多研究工作。超材料包括人造结构以及人造结构所附着的材料，该附着材料对人造结构起到支撑作用，因此可以是任何与人造结构不同的材料，这两种材料的叠加会在空间中产生一个等效介电常数与磁导率，而这两个物理参数分别对应了材料的电场响应与磁场响应。基板的性能对超材料的最终性能有重要的影响，不同的基板材料具有不同的优势及不足，常用的环氧树脂基板具有能耐高低温、机械强度高、稳定性好等优点，但是现有的基板都只具有均匀的介电常数，不能够适应变化的折射率、阻抗匹配等要求。
技术实现思路
本专利技术提供一种超材料基板制备方法，采用填料对有机树脂溶剂进行填充改性以形成不同介电常数的胶液配方，然后将用作支撑层的增强材料依次浸入到不同胶液配方中再固化，由此制得基板，并使得基板能够适应变化的折射率以及阻抗匹配等要求。根据本专利技术的一个主要方面，该方法包括以下步骤:a、将一种或多种填料分别加入到一种或多种有机树脂溶液中并进行充分混合，以形成多种具有不同介电常数的胶液；b、将增强材料浸入到一种胶液中；C、将增强材料从该胶液中取出，经烘干后，再浸入另一种胶液中；d、重复c步骤直至增强材料浸入过所有胶液；e、将增强材料从最后一种胶液取出烘干后经烘烤成半固化状；f、将半固化的增强材料再进行热压固化，从而制成基板。根据本专利技术的一个方面，填料包括空心微珠、陶瓷粉末、凝胶中的一种或多种。根据本专利技术的一个方面，有机树脂溶液包括环氧树脂溶液、溴化环氧树脂溶液或环氧树脂酚醛溶液。根据本专利技术的一个方面，增强材料为玻璃纤维布、纸基电子布、陶瓷基电子布或金属基电子布。根据本专利技术的一个方面，空心微珠为空心玻璃微珠、酚醛空心微珠、低聚丙烯酸酯微珠、聚偏聚乙烯共聚物微珠中的一种或多种。根据本专利技术的一个方面，空心微珠为粉末状。 根据本专利技术的一个方面，在步骤a中，通过控制填料在有机树脂溶液中的含量来形成多种具有不同介电常数的胶液。根据本专利技术的一个方面，在步骤c中，在将增强材料从胶液中取出之后、烘干之前，利用辊压装置将增强材料挤出预定的厚度。根据本专利技术的一个方面，在步骤c中，将增强材料烘干的时间为10-30秒。根据本专利技术的一个方面，在步骤e中，将增强材料烘烤至半固化状的时间为5-6分钟。根据本专利技术的一个方面，在步骤f中，将半固化的增强材料裁剪成合适的尺寸再进行热压固化。根据本专利技术的一个方面，将增强材料按照胶液的介电常数的大小顺序进行浸润，从而使得超材料基板具有梯度介电常数分布。根据本专利技术的一个方面，将增强材料按照胶液的介电常数的大小按等差数列顺序进行浸润。根据本专利技术的一个方面，将增强材料按照胶液的介电常数的大小按等比数列顺序进行浸润。 应当认识到，本专利技术以上各方面中的特征可以在本专利技术的范围内自由组合，而并不受其顺序的限制一只要组合后的技术方案落在本专利技术的实质精神内。附图说明为了更清楚地说明本专利技术中的技术方案，下面将对本专利技术的附图作简单地介绍，其中:图1为根据本专利技术的方法制备的超材料基板的示意图。图2则示意性地显示了该超材料基板中的介电常数分布。具体实施方式下文将结合本专利技术的优选实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。需要明白，下文的描述(包括附图)仅仅是示例性的，而非对本专利技术的限制性描述。在以下描述中会涉及到部件的具体数量，然而也需要明白的是，这些数量也仅仅是示例性的，本领域技术人员可以参照本专利技术任意选取适当数量的部件。并且，在本专利技术中所提及的“第一”、“第二”等字眼，并非表示对部件重要性的排序，仅仅作区别部件名称之用。根据本专利技术的一个实施例，首先需要将一种或多种填料分别加入到一种或多种有机树脂溶液中并进行充分混合，以形成多种具有不同介电常数的胶液。这其中可以是将一种填料分别加入到多种有机树脂溶液中并分别进行混合，也可以是将多种填料分别加入到一种有机树脂溶液中并分别进行混合，当然，也可以是将多种填料分别加入到多种有机树脂溶液中并分别进行混合。并且，当仅使用一种填料和一种有机树脂溶液时，可以通过控制填料在有机树脂溶液中的含量来形成多种具有不同介电常数的胶液。填料的材料可以取自空心微珠、陶瓷粉末、凝胶中的一种或多种；并且，空心微珠本身为空心玻璃微珠、酚醛空心微珠、低聚丙烯酸酯微珠、聚偏聚乙烯共聚物微珠中的一种或多种。而有机树脂溶液可以是环氧树脂溶液、溴化环氧树脂溶液或环氧树脂酚醛溶液。在制得胶液后，将增强材料(诸如玻璃纤维布、纸基电子布、陶瓷基电子布或金属基电子布)浸入到其中一种胶液中；然后将增强材料从该胶液中取出，经短时间的烘干(例如50-100°C，10-30秒)后，再浸入另一种胶液(S卩，具有另一个介电常数的胶液)中，在这过程中，即取出之后、烘干之前，可以使用辊压装置将增强材料挤出成具有预定的厚度；接着重复这一步骤将增强材料不断地取出、烘干、再浸入，直至增强材料浸入过所有的胶液；然后，将增强材料从最后一种胶液取出烘干后，高温长时间烘烤(例如150-180°C，5-6分钟)使之成半固化状；最后，将半固化的增强材料再进行热压固化，从而制成基板，而在热压固化之前，可以将半固化的增强材料先裁剪成合适的尺寸。这样，所制得的基板具有若干个由胶液形成的层，这些层具有不同的介电常数。在制备基板的过程中，可以按照胶液的介电常数的大小顺序依次浸泡增强材料，由此使得胶液层的介电常数的按大小从里到外依次排列，使得超材料基板具有梯度介电常数分布。也可以根据超材料基板的具体应用要求，按照特定顺序，例如按照等差数列或等比数列的顺序来浸泡增强材料。 图1示意性地显示了根据本专利技术的方法制备的一个超材料基板10，该基板的长宽尺寸均可以为几厘米至几百厘米。该超材料基板10包括增强材料(例如玻璃纤维布)12以及在增强材料12两侧对称地由胶液形成的第一胶液层1、第二胶液层2、第三胶液层3、第四胶液层4以及第五胶液层5，这些胶液层的厚度在零点几毫米至几毫米之间。为了突出显示基板，图中基本的比胶液层要长，但是实际操作时胶液层是优选地覆盖在基板的整个表面的。在该实施例中，第一胶液层I的介电常数为1，第二胶液层2的介电常数为2，第三胶液层3的介电常数为3,第四胶液层4的介电常数为4,第五胶液层5的介电常数为5,这在图2中通过不同的颜色深浅示意性地给出。下面给出制备该超材料基板10的一个具体实施例:将空心微珠、陶瓷粉末、凝胶这些填料单独地或任意组合地，按照预定的比例分别加入到环氧树脂溶液溶液中，并分别进行充分混合，分别得到介电常数ε例如为1、2、3、4、5的五种胶液。将玻璃纤维布12浸入到介电常数ε为I的胶液中，等到充分浸泡后将玻璃纤维布12从该胶液中取出，然后使用辊压装置(未示出)将玻璃纤维布12挤出成具有约1.0mm的厚度，接着在约100°C的条件下将附着有胶液的玻璃纤维布12烘烤约10秒，直至玻璃纤维布12被烘干，S卩，表面不再有液体状的胶液，此时，由介电常数ε为I的胶液附着在玻璃纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备超材料基板的方法，该方法包括以下步骤：a、将一种或多种填料分别加入到一种或多种有机树脂溶液中并进行充分混合，以形成多种具有不同介电常数的胶液；b、将增强材料浸入到一种胶液中；c、将增强材料从该胶液中取出，经烘干后，再浸入另一种胶液中；d、重复c步骤直至所述增强材料浸入过所有胶液；e、将所述增强材料从最后一种胶液取出烘干后经烘烤成半固化状；f、将半固化的所述增强材料再进行热压固化，从而制成基板。

【技术特征摘要】
1.一种制备超材料基板的方法，该方法包括以下步骤: a、将一种或多种填料分别加入到一种或多种有机树脂溶液中并进行充分混合，以形成多种具有不同介电常数的胶液； b、将增强材料浸入到一种胶液中； C、将增强材料从该胶液中取出，经烘干后，再浸入另一种胶液中； d、重复c步骤直至所述增强材料浸入过所有胶液； e、将所述增强材料从最后一种胶液取出烘干后经烘烤成半固化状； f、将半固化的所述增强材料再进行热压固化，从而制成基板。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述填料包括空心微珠、陶瓷粉末、凝胶中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机树脂溶液包括环氧树脂溶液、溴化环氧树脂溶液或环氧树脂酚醛溶液。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述增强材料为玻璃纤维布、纸基电子布、陶瓷基电子布或金属基电子布。5.根据权利要 求2所述的方法，其特征在于，所述空心微珠为空心玻璃微珠、酚醛空心微珠、低聚丙烯酸酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘若鹏，赵治亚，法布里齐亚·盖佐，金晶，
申请(专利权)人：深圳光启高等理工研究院，
类型：发明
国别省市：