一种超材料基板的制备方法及超材料天线技术

本发明专利技术公开了一种超材料基板的制备方法，包括让铝粉、氯化铵和氮气进行反应得到氮化铝纳米线；将聚苯乙烯溶入苯乙烯中，然后加入氮化铝纳米线，形成第一混合溶液；向第一混合溶液中加入促进剂，混合均匀后形成第二混合溶液；向第二混合溶液中加入固化剂，搅拌均匀后形成第三混合溶液；去除第三混合溶液的溶剂，然后热压，得到超材料基板。本发明专利技术还公开了一种超材料天线，包括超材料基板。本发明专利技术的超材料基板的制备方法及超材料天线通过将氮化铝纳米线与聚苯乙烯进行人工复合，能够制备出具备高强度、高热导率、低介质损耗和低膨胀系数等优点的超材料基板。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超材料领域，特别是涉及一种超材料基板的制备方法及超材料天线。
技术介绍
电子产品正向薄型化、高性能化和多功能化的方向发展。为此，电子产品中的电路板的基板不仅应具有较低的介电常数和介质损耗，还要具有优异的热性能、电性能和机械性能。但是，现有技术中基板的制作材料多采用酚醛树脂和环氧树脂。目前应用最多的材料是玻璃纤维增强的环氧树脂板FR-4，这种材料由于具有制造成本低、性价比高等优点，在低频电路中得到较好的应用，但是又由于其介电性能以及耐高温性能差，在高频电路中的应用难以得到业界认可。所以，业界开始将基板的制作材料转移到超材料上。超材料是指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，从而获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。氮化铝具有热导率高，膨胀系数低，强度高，耐高温，耐化学腐蚀，电阻率高和介电损耗小等特点。而聚合物具有高电阻率，低介电常数和高可塑性等优点，常被用作封装材料或者基板材料。因此，若将氮化铝与环氧树脂或者酚醛树脂等聚合物混合制备成超材料基板将会增强基板的热稳定性和强度，以满足目前信息技术对高散热性基板的要求。但是，现有技术中并没有关于此类基板的制造。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种超材料基板的制备方法及超材料天线，能够将氮化铝纳米线与聚苯乙烯复合成超材料基板。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种超材料基板的制备方法，包括：让铝粉、氯化铵和氮气进行反应得到氮化铝纳米线；将聚苯乙烯溶入苯乙烯中，然后加入氮化铝纳米线，形成第一混合溶液；向第一混合溶液中加入促进剂，混合均匀后形成第二混合溶液；向第二混合溶液中加入固化剂，搅拌均匀后形成第三混合溶液；去除第三混合溶液的溶剂，然后热压，得到超材料基板。其中，让铝粉、氯化铵和氮气进行反应得到氮化铝纳米线的步骤包括：将铝粉和氯化铵研磨均匀后置于氧化铝舟中，将氧化铝舟置于氧化铝管中，然后以10~15℃/min的升温速率升温至1000~1200℃以对氧化铝管进行加热并在加热的同时向氧化铝管中通入90~100sccm的氩气，升温完毕后将通入的气体换为90~100sccm的氢气和氮气的混合气体，反应完成后，再将通入的气体换为90~100sccm的氮气，并保温2~3h，然后冷却至18~25℃后得到氮化铝纳米线。其中，在对氧化铝管进行加热之前，向氧化铝管中通入氩气，以排除氧化铝管中的水蒸气和氧气。其中，铝粉和氯化铵的重量比为2:1~4:1。其中，氢气的体积占混合气体的10%~20%。其中，将聚苯乙烯溶入苯乙烯中，然后加入氮化铝纳米线，形成第一混合溶液的步骤包括：将聚苯乙烯溶入苯乙烯中、配成10%~30%的聚苯乙烯的苯乙烯溶液，然后加入0%~50%的氮化铝纳米线，搅拌均匀后形成第一混合溶液。其中，促进剂为2~3份10%的N,N-二甲基苯胺的苯乙烯溶液和2~3份6%的萘酸钴的苯乙烯溶液。其中，固化剂为4~5份50%的过氧化甲乙酮的邻苯二甲酸二甲醛溶液。其中，去除第三混合溶液的溶剂，然后热压，得到超材料基板的步骤包括：将第三混合溶液浇注于模具中，通过蒸发去除溶剂，然后热压，得到所需形状的超材料基板，其中，热压温度为75~220℃，热压压力为5~30MPa。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种超材料天线，包括铜箔和热熔胶，该超材料天线还包括根据上述任一种方法制备的超材料基板，铜箔通过热熔胶粘合在超材料基板上。本专利技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本专利技术的超材料基板的制备方法及超材料天线通过将氮化铝纳米线与聚苯乙烯进行人工复合，能够制备出具备高强度、高热导率、低介质损耗和低膨胀系数等优点的超材料基板。附图说明图1是本专利技术第一实施例的超材料基板的制备方法流程图；图2是本专利技术第三实施例的超材料天线的结构示意图；图3是本专利技术第四实施例的超材料天线的结构示意图；图4是本专利技术第五实施例的超材料天线的制作工艺示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本专利技术保护的范围。请参见图1，图1所示为本专利技术第一实施例的超材料基板的制备方法流程图，该超材料基板的制备方法流程包括以下步骤：S101：让铝粉、氯化铵和氮气进行反应得到氮化铝纳米线。步骤S101包括：将铝粉和氯化铵研磨均匀后置于氧化铝舟中，将氧化铝舟置于氧化铝管中，然后以10~15℃的升温速率升温至1000~1200℃以对氧化铝管进行加热并在加热的同时向氧化铝管中通入90~100sccm（体积流量单位，表示标况毫升每分）的氩气，升温完毕后将通入的气体换为90~100sccm的氢气和氮气的混合气体，反应完成后，再将通入的气体换为90~100sccm的氮气，并保温2~3h，然后冷却至18~25℃后得到氮化铝纳米线。其中，铝粉和氯化铵的重量比为2:1~4:1，氢气的体积占混合气体的10%~20%。通入氢气和氮气的混合气体可以促进反应进行，通入氮气以形成可起氮气气氛，可起到保护作用。步骤S101进一步包括：在对氧化铝管进行加热之前，向氧化铝管中通入氩气，以排除氧化铝管中的水蒸气和氧气。S102：将聚苯乙烯溶入苯乙烯中，然后加入氮化铝纳米线，形成第一混合溶液。步骤S102包括：将聚苯乙烯溶入苯乙烯中、配成10%~30%的聚苯乙烯的苯乙烯溶液，然后加入0%~50%的氮化铝纳米线，搅拌均匀后形成第一混合溶液。S103：向第一混合溶液中加入促进剂，混合均匀后形成第二混合溶液。在本实施例中，促进剂为2~3份10%的N,N-二甲基苯胺的苯乙烯溶液和2~3份6%的萘酸钴的苯乙烯溶液。S104：向第二混合溶液中加入固化剂，搅拌均匀后形成第三混合溶液。在本实施例中，固化剂为4~5份50%的过氧化甲乙酮的邻苯二甲酸二甲醛溶液。固化剂和促进剂配合使用，对于含有大量游离酚或者聚酯分子链中含有大分子支链的分子结构的树脂，是很有效的固化系统。S105：去除第三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超材料基板的制备方法，其特征在于，包括：让铝粉、氯化铵和氮气进行反应得到氮化铝纳米线；将聚苯乙烯溶入苯乙烯中，然后加入所述氮化铝纳米线，形成第一混合溶液；向所述第一混合溶液中加入促进剂，混合均匀后形成第二混合溶液；向所述第二混合溶液中加入固化剂，搅拌均匀后形成第三混合溶液；去除所述第三混合溶液的溶剂，然后热压，得到超材料基板。

【技术特征摘要】
2012.03.02 CN 201210054862.31.一种超材料基板的制备方法，其特征在于，包括：
让铝粉、氯化铵和氮气进行反应得到氮化铝纳米线；
将聚苯乙烯溶入苯乙烯中，然后加入所述氮化铝纳米线，形成第一
混合溶液；
向所述第一混合溶液中加入促进剂，混合均匀后形成第二混合溶
液；
向所述第二混合溶液中加入固化剂，搅拌均匀后形成第三混合溶
液；
去除所述第三混合溶液的溶剂，然后热压，得到超材料基板。
2.根据权利要求1所述的超材料基板的制备方法，其特征在于，所
述让铝粉、氯化铵和氮气进行反应得到氮化铝纳米线的步骤包括：
将所述铝粉和所述氯化铵研磨均匀后置于氧化铝舟中，将氧化铝舟
置于氧化铝管中，然后以10~15℃/min的升温速率升温至1000~1200℃
以对所述氧化铝管进行加热并在加热的同时向所述氧化铝管中通入
90~100sccm的氩气，升温完毕后将通入的气体换为90~100sccm的氢气
和氮气的混合气体，反应完成后，再将通入的气体换为90~100sccm的
氮气，并保温2~3h，然后冷却至18~25℃后得到氮化铝纳米线。
3.根据权利要求2所述的超材料基板的制备方法，其特征在于，在
对所述氧化铝管进行加热之前，向氧化铝管中通入氩气，以排除所述氧
化铝管中的水蒸气和氧气。
4.根据权利要求2所述的超材料基板的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘若鹏，季春霖，岳玉涛，林云燕，李雪，黄新政，沈旭，
申请(专利权)人：深圳光启创新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：