超材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種超材料及其制備方法。所述制備方法包括制作具有空間幾何形狀的介質(zhì)殼體和陶瓷殼體，分別將所述介質(zhì)殼體和陶瓷殼體成型；制作具有至少一個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的介質(zhì)貼片；將至少一個(gè)所述介質(zhì)貼片與所述介質(zhì)殼體粘結(jié)；將粘結(jié)有介質(zhì)貼片的介質(zhì)殼體與所述陶瓷殼體結(jié)合成一體。本發(fā)明通過(guò)將粘結(jié)有介質(zhì)貼片的介質(zhì)殼體與所述陶瓷殼體結(jié)合成一體，避免導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的氣化。
【專利說(shuō)明】超材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超材料領(lǐng)域，尤其涉及一種超材料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]光，作為電磁波的一種，其在穿過(guò)玻璃的時(shí)候，因?yàn)楣饩€的波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于原子的尺寸，因此我們可以用玻璃的整體參數(shù)，例如折射率，而不是組成玻璃的原子的細(xì)節(jié)參數(shù)來(lái)描述玻璃對(duì)光線的響應(yīng)。相應(yīng)的，在研究材料對(duì)其他電磁波響應(yīng)的時(shí)候，材料中任何尺度遠(yuǎn)小于電磁波波長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)對(duì)電磁波的響應(yīng)也可以用材料的整體參數(shù)，例如介電常數(shù)ε和磁導(dǎo)率μ來(lái)描述。通過(guò)設(shè)計(jì)材料每點(diǎn)的結(jié)構(gòu)使得材料各點(diǎn)的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率都相同或者不同從而使得材料整體的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率呈一定規(guī)律排布，規(guī)律排布的磁導(dǎo)率和介電常數(shù)即可使得材料對(duì)電磁波具有宏觀上的響應(yīng)，例如匯聚電磁波、發(fā)散電磁波等。該類具有規(guī)律排布的磁導(dǎo)率和介電常數(shù)的材料我們稱之為超材料。
[0003]超材料的基本單元包括導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)以及該導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)附著的基材。導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)選為金屬微結(jié)構(gòu)，金屬微結(jié)構(gòu)具有能對(duì)入射電磁波電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)產(chǎn)生響應(yīng)的平面或立體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，改變每個(gè)超材料基本單元上的金屬微結(jié)構(gòu)的圖案和/或尺寸即可改變每個(gè)超材料基本單元對(duì)入射電磁波的響應(yīng)。多個(gè)超材料基本單元按一定規(guī)律排列即可使得超材料對(duì)電磁波具有宏觀的響應(yīng)。
[0004]目前的超材料都是在平面介質(zhì)基板上覆上導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)。介質(zhì)基板的材料可為陶瓷。為了使導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)能夠結(jié)合到陶瓷基片上，常規(guī)的方法是進(jìn)行燒結(jié)。然而燒結(jié)的高溫會(huì)使導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)熔化甚至氣化，導(dǎo)致導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)被破壞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種新的超材料及其制備方法，該超材料為陶瓷超材料。
[0006]為實(shí)現(xiàn)所述目的，提供了一種超材料的制備方法，所述制備方法包括:
[0007]制作具有空間幾何形狀的介質(zhì)殼體和陶瓷殼體，分別將所述介質(zhì)殼體和陶瓷殼體成型；制作具有至少一個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的介質(zhì)貼片；將至少一個(gè)所述介質(zhì)貼片與所述介質(zhì)殼體粘結(jié)；將粘結(jié)有介質(zhì)貼片的介質(zhì)殼體與所述陶瓷殼體結(jié)合成一體。
[0008]所述的制備方法，其中所述介質(zhì)殼體為陶瓷殼體；所述介質(zhì)殼體成型具體包括通過(guò)漿料澆注成型、凝膠澆注成型或冷等靜壓成型。
[0009]所述的制備方法，其中，所述介質(zhì)貼片的基底是陶瓷，所述介質(zhì)貼片的制備方法包括:配制陶瓷漿料；用陶瓷漿料形成第一陶瓷層；在所述第一陶瓷層上形成包含至少一個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)層；在所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)層上形成第二陶瓷層。
[0010]所述的制備方法，其中所述用陶瓷漿料形成第一陶瓷層之前，還包括在所述陶瓷漿料中加入增強(qiáng)材料，所述增強(qiáng)材料為纖維、織物、或者粒子中的至少一種。
[0011]所述的制備方法，其中所述第一陶瓷層與第二陶瓷層為采用流延法形成的陶瓷坯料層。
[0012]所述的制備方法，其中在所述第一陶瓷層上形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)層包括:制備導(dǎo)電漿料；在所述第一陶瓷層上覆蓋絲網(wǎng)印版，所述絲網(wǎng)印版形成與所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)相同的圖案；在所述絲網(wǎng)印版上涂覆導(dǎo)電漿料，所述導(dǎo)電漿料經(jīng)由所述絲網(wǎng)印版的圖案內(nèi)的網(wǎng)眼而附著于所述第一陶瓷層，形成所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層。
[0013]所述的制備方法，其中將粘結(jié)有介質(zhì)貼片的介質(zhì)殼體與所述陶瓷殼體結(jié)合成一體，具體包括:通過(guò)熔融的漿料將粘結(jié)有介質(zhì)貼片的介質(zhì)殼體與所述陶瓷殼體粘接；或者通過(guò)緊固件將粘結(jié)有介質(zhì)貼片的介質(zhì)殼體與所述陶瓷殼體連接；或者將粘結(jié)有介質(zhì)貼片的介質(zhì)殼體與所述陶瓷殼體卡接。
[0014]所述的制備方法，其中所述介質(zhì)殼體為復(fù)合材料，所述介質(zhì)殼體成型具體包括:將所述介質(zhì)殼體固化成型。
[0015]所述的制備方法，其中所述復(fù)合材料為熱固或者熱塑性材料。
[0016]所述的制備方法，其中所述復(fù)合材料為包含纖維、泡沫和/或蜂窩的一層或者多層結(jié)構(gòu)。
[0017]所述的制備方法，其中所述介質(zhì)貼片的基材為復(fù)合材料，該復(fù)合材料為熱固或者熱塑性材料。
[0018]所述的制備方法，其中所述復(fù)合材料含有增強(qiáng)材料，所述增強(qiáng)材料為纖維、織物、或者粒子中的至少一種。
[0019]所述的制備方法，其中所述介質(zhì)貼片上的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)通過(guò)蝕刻、鉆刻、雕刻、電子刻或離子刻成型在所述復(fù)合材料上。
[0020]所述的制備方法，其中所述將至少一個(gè)所述介質(zhì)貼片與所述介質(zhì)殼體粘結(jié)，具體包括:將所述介質(zhì)貼片粘貼在所述介質(zhì)殼體表面的局部或者全部，形成至少一層具有介質(zhì)貼片的介質(zhì)殼體。
[0021]所述的制備方法，其中所述將至少一個(gè)所述介質(zhì)貼片與所述介質(zhì)殼體粘結(jié)之后，進(jìn)一步包括:在具有介質(zhì)貼片的介質(zhì)殼體表面形成復(fù)合材料層；其中，所述復(fù)合材料層具有導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)。
[0022]所述的制備方法，其中將粘結(jié)有介質(zhì)貼片的介質(zhì)殼體與所述陶瓷殼體結(jié)合成一體，具體包括:通過(guò)復(fù)合材料將粘結(jié)有介質(zhì)貼片的介質(zhì)殼體與所述陶瓷殼體粘接，該復(fù)合材料包含熱固或者熱塑性材料；或者通過(guò)緊固件將粘結(jié)有介質(zhì)貼片的介質(zhì)殼體與所述陶瓷殼體連接；或者將粘結(jié)有介質(zhì)貼片的介質(zhì)殼體與所述陶瓷殼體卡接。
[0023]所述的制備方法，其中所述空間幾何形狀為空間曲面。
[0024]本發(fā)明的超材料，根據(jù)前述的制備方法制備，在制備的過(guò)程中，對(duì)于制作的介質(zhì)殼體和陶瓷殼體進(jìn)行了成型步驟，使得在將粘結(jié)有介質(zhì)貼片的介質(zhì)殼體與所述陶瓷殼體結(jié)合成一體時(shí)，避免導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的氣化。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中超材料制備方法的方框圖。
[0026]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中具有導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的陶瓷貼片的制備方法的方框圖。
[0027]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中超材料的縱向剖面圖。
[0028]圖4是本發(fā)明實(shí)施例中超材料的橫向剖面圖。
[0029]圖5是本發(fā)明實(shí)施例中導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0030]圖6是本發(fā)明另一實(shí)施例中導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，在以下的描述中闡述了更多的細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明顯然能夠以多種不同于此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況作類似推廣、演繹，因此不應(yīng)以此具體實(shí)施例的內(nèi)容限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0032]第一實(shí)施例
[0033]如圖1所示，超材料制備方法包括步驟一，提供介質(zhì)殼體11和陶瓷殼體12。如圖3所示,介質(zhì)殼體(外殼體)11和陶瓷殼體(內(nèi)殼體)12成空間曲面形狀。需要注意的是，在圖3至圖6所示的結(jié)構(gòu)中，這些以及后續(xù)其他的附圖均僅作為示例，其并非是按照等比例的條件繪制的，并且不應(yīng)該以此作為對(duì)本發(fā)明實(shí)際要求的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。介質(zhì)殼體11可以是陶瓷殼體，其成形方法可以是燒結(jié)成型。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中介質(zhì)殼體11為復(fù)合材料，介質(zhì)殼體11的成型具體包括將介質(zhì)殼體固化成型，復(fù)合材料為熱固或者熱塑性材料，如聚酰亞胺、聚酯、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚芳酯、PET、PE、或者PVC，這些復(fù)合材料還可以包含增強(qiáng)材料，該增強(qiáng)材料為纖維、織物、或者粒子中的至少一種。例如，增強(qiáng)材料為纖維，如玻璃纖維、石英纖維、芳綸纖維、聚乙烯纖維、碳纖維或聚酯纖維。此外，這些復(fù)合材料還可以為包含纖維、泡沫和/或蜂窩的一層或者多層結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的實(shí)施例中，陶瓷殼體12利用漿料澆注成型、凝膠澆注成型或冷等靜壓成型制得。優(yōu)選的實(shí)施例中，陶瓷殼體12也可以是由熔融石英陶瓷漿料澆注、燒結(jié)成型。
[0034]繼續(xù)參照?qǐng)D1，超材料制備方法還包括步驟二，提供介質(zhì)貼片，其包含導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)是由金屬絲構(gòu)成的具有一定幾何形狀的平面或者立體結(jié)構(gòu)，如工字型、雪花型等。介質(zhì)貼片132在如圖5所示的實(shí)施例中，橫向粗線1323和縱向粗線1321為金屬結(jié)構(gòu)，而方框部分1322為介質(zhì)基片。圖5所示的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)適合于增強(qiáng)超材料的透波性能。本實(shí)施例的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)不限于此，還可以是對(duì)電磁波作出其他相應(yīng)的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，例如是增強(qiáng)吸波性能。
[0035]介質(zhì)貼片的制備方法可以參照?qǐng)D2，在具體的實(shí)施過(guò)程中，其可以包括制作增強(qiáng)材料的步驟，如制作石英纖維布的步驟。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例，首先選用熔融石英纖維布，其表面為平紋或斜紋，浸潤(rùn)硅油，二氧化硅含量99.95%，耐溫1200°C，厚度0.12mm至0.70mm之間。然后，配漿料，以乙醇和丁酮作為混合溶劑，混入球磨過(guò)的熔融石英粉，添加混合分散劑聚丙烯酸和三油酸甘油酯，再加入粘結(jié)劑，如PrB和增塑劑丙三醇，經(jīng)攪拌制成流動(dòng)性好的濃漿料。前述石英纖維可以替換為其他增強(qiáng)材料，如玻璃纖維、芳綸纖維、聚乙烯纖維、碳纖維或聚酯纖維。
[0036]繼續(xù)參照?qǐng)D2，介質(zhì)貼片的制備方法還包括形成流延片，在前述步驟的基礎(chǔ)上，對(duì)漿料真空除泡后，在流延機(jī)上，在石英纖維布上做流延，形成強(qiáng)度高，柔軟度高的石英纖維增強(qiáng)石英粉流延帶(陶瓷層)，即可以形成如圖5所示的介質(zhì)基片或陶瓷層133。
[0037]繼續(xù)參照?qǐng)D2，介質(zhì)貼片的制備方法還包括形成導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，在該步驟中，首先制備導(dǎo)電漿料，然后在前述流延帶上覆蓋絲網(wǎng)印版，利用絲網(wǎng)印版形成多個(gè)與導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)相同的圖案，接著在絲網(wǎng)印版上涂覆所述導(dǎo)電漿料，所述導(dǎo)電漿料經(jīng)由絲網(wǎng)印版的多個(gè)圖案內(nèi)的網(wǎng)眼而附著于前述流延帶，固化后即形成導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層可以是如圖5所示的橫向粗線1323和縱向粗線1321組成的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)。
[0038]在本發(fā)明的其他實(shí)施例中介質(zhì)貼片的基材也可以為復(fù)合材料，復(fù)合材料為熱固或者熱塑性材料，如聚酰亞胺、聚酯、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚芳酯、PET、PE或PVC，該復(fù)合材料可以是包含纖維、泡沫和/或蜂窩的一層或者多層結(jié)構(gòu)。另外，復(fù)合材料可以含有增強(qiáng)材料，所述增強(qiáng)材料為纖維、織物、或者粒子中的至少一種，例如，增強(qiáng)材料為纖維，如玻璃纖維、石英纖維、芳綸纖維、聚乙烯纖維、碳纖維或聚酯纖維。
[0039]除了前述絲印方法外，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)還可以通過(guò)蝕刻、鉆刻、雕刻、電子刻或離子刻成型在所述復(fù)合材料上。加工導(dǎo)電幾何機(jī)構(gòu)所采用的金屬可為銀、鉬、鑰、鎢、或銀鈀合金坐寸ο
[0040]繼續(xù)參照?qǐng)D3和圖4，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，在介質(zhì)殼體11的一側(cè)面布置有多層介質(zhì)貼片13。介質(zhì)貼片13粘貼在介質(zhì)殼體11表面的局部或者全部，形成至少一層具有介質(zhì)貼片13的介質(zhì)殼體11。
[0041]結(jié)合圖1和圖2，將前述含導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的介質(zhì)貼片與介質(zhì)殼體11結(jié)合，然后再與陶瓷殼體結(jié)成一體，結(jié)合成一體的方法包括但不限于:
[0042]通過(guò)熔融的漿料(如玻璃陶瓷漿料)將粘結(jié)有介質(zhì)貼片13的介質(zhì)殼體11與陶瓷殼體12粘接；
[0043]或者通過(guò)緊固件將粘結(jié)有介質(zhì)貼片13的介質(zhì)殼體11與陶瓷殼體12連接；
[0044]或者將粘結(jié)有介質(zhì)貼片13的介質(zhì)殼體11與陶瓷殼體12卡接。
[0045]在高溫壓力粘接步驟中，為了固化介質(zhì)貼片坯體(含導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu))，和提高粘結(jié)劑的結(jié)合強(qiáng)度，低溫?zé)Y(jié)工藝溫度小于導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的熔點(diǎn)，例如961°C。
[0046]在前述實(shí)施例中，如圖3和圖4所示，介質(zhì)殼體11和陶瓷殼體12的相應(yīng)側(cè)的介質(zhì)貼片層由多個(gè)流延片13拼接成的，共同組成相似于或相應(yīng)于介質(zhì)殼體和陶瓷殼體的形狀的空間幾何結(jié)構(gòu)，該空間幾何結(jié)構(gòu)例如為空間曲面，即介質(zhì)貼片的形狀與第一或陶瓷殼體的相應(yīng)一側(cè)表面的形狀相適應(yīng)，以使所述介質(zhì)貼片層整體與第一或陶瓷殼體的所述一側(cè)表面無(wú)間隙配合。
[0047]第二實(shí)施例
[0048]本實(shí)施例沿用前述實(shí)施例的元件標(biāo)號(hào)與部分內(nèi)容，其中采用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示相同或近似的元件，并且選擇性地省略了相同技術(shù)內(nèi)容的說(shuō)明。關(guān)于省略部分的說(shuō)明可參照前述實(shí)施例，本實(shí)施例不再重復(fù)贅述。與第一實(shí)施例相似的部分可以參照?qǐng)D1、圖2、圖3、圖4。
[0049]參照?qǐng)D1，超材料制備方法包括步驟一，提供介質(zhì)殼體11和陶瓷殼體12。如圖3所示，介質(zhì)殼體11成空間曲面形狀。介質(zhì)殼體11可以是陶瓷殼體，其成形方法可以是燒結(jié)成型。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中介質(zhì)殼體11為復(fù)合材料，介質(zhì)殼體11成型具體包括將介質(zhì)殼體固化成型，復(fù)合材料為熱固或者熱塑性材料，如聚酰亞胺、聚酯、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚芳酯、PET、PE、或者PVC，這些復(fù)合材料還可以包含增強(qiáng)材料，該增強(qiáng)材料為纖維、織物、或者粒子中的至少一種，例如，增強(qiáng)材料為纖維，如玻璃纖維、石英纖維、芳綸纖維、聚乙烯纖維、碳纖維或聚酯纖維。此外，這些復(fù)合材料還可以為包含纖維、泡沫和/或蜂窩的一層或者多層結(jié)構(gòu)。陶瓷殼體12利用漿料澆注成型、凝膠澆注成型或冷等靜壓成型制得。優(yōu)選的實(shí)施例中，陶瓷殼體12是由熔融石英陶瓷漿料澆注、燒結(jié)成型。
[0050]繼續(xù)參照?qǐng)D1，超材料制備方法還包括步驟二，提供介質(zhì)貼片，其包含導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)是由金屬絲構(gòu)成的具有一定幾何形狀的平面或者立體結(jié)構(gòu)，如工字型、雪花型等。介質(zhì)貼片132在如圖6所示的實(shí)施例中，圖中，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層132的橫向粗線和縱向粗線為金屬結(jié)構(gòu)，而方框部分為介質(zhì)基片。圖6所示的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)適合于增強(qiáng)超材料的透波性能。本實(shí)施例的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)不限于此，還可以是對(duì)電磁波作出其他相應(yīng)的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，例如是增強(qiáng)吸波性能。
[0051]介質(zhì)貼片的制備方法可以參照?qǐng)D2，在具體的實(shí)施過(guò)程中，其可以包括制作增強(qiáng)材料的步驟，如制作石英纖維布的步驟。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例，首先選用熔融石英纖維布，其表面為平紋或斜紋，浸潤(rùn)硅油，二氧化硅含量99.9%，耐溫1300°C，厚度0.15mm至0.80mm之間。然后，配漿料，以乙醇和丁酮作為混合溶劑，混入球磨過(guò)的熔融石英粉，添加混合分散劑聚丙烯酸和三油酸甘油酯，再加入粘結(jié)劑，如PrB和增塑劑丙三醇，經(jīng)攪拌制成流動(dòng)性好的濃漿料。其中，石英纖維可以替換為其他增強(qiáng)材料，如玻璃纖維、芳綸纖維、聚乙烯纖維、碳纖維或聚酯纖維。
[0052]繼續(xù)參照?qǐng)D2，未含導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的介質(zhì)貼片的制備方法還包括形成流延片，在前述步驟的基礎(chǔ)上，對(duì)漿料真空除泡后，在流延機(jī)上，在石英纖維布上做流延，形成強(qiáng)度高，柔軟度高的石英纖維增強(qiáng)石英粉流延帶(陶瓷層)，即可以形成如圖6所示的介質(zhì)基片或陶瓷層133。前述石英纖維可以替換為玻璃纖維、芳綸纖維、聚乙烯纖維、碳纖維或聚酯纖維。
[0053]繼續(xù)參照?qǐng)D2，含導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的介質(zhì)貼片的制備方法還包括形成導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，在該步驟中，首先制備導(dǎo)電漿料，然后在流延帶上覆蓋絲網(wǎng)印版，利用絲網(wǎng)印版形成多個(gè)與導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)相同的圖案，接著在絲網(wǎng)印版上涂覆所述導(dǎo)電漿料，所述導(dǎo)電漿料經(jīng)由絲網(wǎng)印版的多個(gè)圖案內(nèi)的網(wǎng)眼而附著于前述流延帶，固化后即形成導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層，金屬結(jié)構(gòu)層可以是如圖6所示的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層132。
[0054]在本發(fā)明的其他實(shí)施例中介質(zhì)貼片的基材也可以為復(fù)合材料，復(fù)合材料為熱固或者熱塑性材料，如聚酰亞胺、聚酯、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚芳酯、PET、PE或PVC，該復(fù)合材料可以是包含纖維、泡沫和/或蜂窩的一層或者多層結(jié)構(gòu)。另外，復(fù)合材料可以含有增強(qiáng)材料，所述增強(qiáng)材料為纖維、織物、或者粒子中的至少一種，例如，增強(qiáng)材料為纖維，如玻璃纖維、石英纖維、芳綸纖維、聚乙烯纖維、碳纖維或聚酯纖維。
[0055]除了前述絲印方法外，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)還可以通過(guò)蝕刻、鉆刻、雕刻、電子刻或離子刻成型在所述復(fù)合材料上。加工導(dǎo)電幾何機(jī)構(gòu)所采用的金屬為銀、鉬、鑰、鎢、或銀鈀合金坐寸ο
[0056]如圖3和圖4所示，在本發(fā)明的一實(shí)施例中介質(zhì)貼片13包括兩陶瓷層133、131，在兩陶瓷層133、131之間形成導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層132。兩陶瓷層133、131的外形尺寸Wl可以為
2.5mm*2.5mm，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層132的外形尺寸W2可以為2.7mm*2.7mm，而其中導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的寬度Hl可以為0.2mm，這些具體的尺寸可以根據(jù)不同目的的設(shè)計(jì)進(jìn)行改變，本發(fā)明的實(shí)施不限于前述具體的尺寸。
[0057]繼續(xù)參照?qǐng)D3和圖4，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，在介質(zhì)殼體11的一側(cè)面布置有多層介質(zhì)貼片13。介質(zhì)貼片13粘貼在介質(zhì)殼體11表面的局部或者全部，形成至少一層具有介質(zhì)貼片13的介質(zhì)殼體11。
[0058]結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4和圖6，將前述含導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的流延帶(陶瓷層)、未含導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層的介質(zhì)殼體11與陶瓷殼體結(jié)合，然后與陶瓷殼體結(jié)成一體，結(jié)合成一體的方法包括但不限于:
[0059]通過(guò)熔融的漿料(如玻璃陶瓷漿料)將粘結(jié)有介質(zhì)貼片13的介質(zhì)殼體11與陶瓷殼體12粘接；
[0060]或者通過(guò)緊固件將粘結(jié)有介質(zhì)貼片13的介質(zhì)殼體11與陶瓷殼體12連接；
[0061]或者將粘結(jié)有介質(zhì)貼片13的介質(zhì)殼體11與陶瓷殼體12卡接。
[0062]如圖3和圖4所示，整個(gè)超材料包括12層介電材料，在圖4中，由上到下依次為介質(zhì)殼體11、粘結(jié)劑層14，未含導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的介質(zhì)貼片層133，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層132，未含介質(zhì)貼片層的陶瓷層131，粘結(jié)劑層14，未含導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的介質(zhì)貼片層133，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層132，未含導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的介質(zhì)貼片層131，粘結(jié)劑層14，未含導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的介質(zhì)貼片層133，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層132，未含導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的介質(zhì)貼片層，粘結(jié)劑層14，以及陶瓷殼體12。
[0063]為了固化介質(zhì)貼片坯體(含導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu))，和提高粘結(jié)劑的結(jié)合強(qiáng)度，前述高溫壓力粘結(jié)的溫度小于導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的熔點(diǎn)，例如961 °C。
[0064]在前述實(shí)施例中，如圖3和圖4所示，陶瓷殼體11的相應(yīng)側(cè)的介質(zhì)貼片層由多個(gè)介質(zhì)貼片13拼接成的，共同組成相似于或相應(yīng)于介質(zhì)殼體和/或陶瓷殼體的形狀的空間幾何結(jié)構(gòu)，該空間幾何結(jié)構(gòu)例如為空間曲面，即介質(zhì)貼片的形狀與第一或陶瓷殼體的相應(yīng)一側(cè)表面的形狀相適應(yīng)，以使所述介質(zhì)貼片層整體與第一或陶瓷殼體的所述一側(cè)表面無(wú)間隙配合。
[0065]前述各實(shí)施例在制備的過(guò)程中，對(duì)于制作的介質(zhì)殼體和陶瓷殼體進(jìn)行了成型步驟，使得在將粘結(jié)有介質(zhì)貼片的介質(zhì)殼體與所述陶瓷殼體結(jié)合成一體時(shí)，避免導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的氣化。
[0066]本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何修改、等同變化及修飾，均落入本發(fā)明權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種超材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括: 制作具有空間幾何形狀的介質(zhì)殼體和陶瓷殼體，分別將所述介質(zhì)殼體和所述陶瓷殼體成型； 制作具有至少一個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的介質(zhì)貼片； 將至少一個(gè)所述介質(zhì)貼片與所述介質(zhì)殼體粘結(jié)； 將粘結(jié)有介質(zhì)貼片的介質(zhì)殼體與所述陶瓷殼體結(jié)合成一體。
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述介質(zhì)殼體為陶瓷殼體； 所述介質(zhì)殼體成型具體包括:通過(guò)漿料澆注成型、凝膠澆注成型或冷等靜壓成型。
3.如權(quán)利要求1或者2所述的制備方法，其特征在于，所述介質(zhì)貼片的基底是陶瓷，所述介質(zhì)貼片的制備方法包括: 配制陶瓷漿料； 用陶瓷漿料形成第一陶瓷層； 在所述第一陶瓷層上形成包含至少一個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)層； 在所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)層上形成第二陶瓷層。
4.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述用陶瓷漿料形成第一陶瓷層之前，還包括: 在所述陶瓷漿料中加入增強(qiáng)材料，所述增強(qiáng)材料為纖維、織物、或者粒子中的至少一種。
5.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述第一陶瓷層與第二陶瓷層為采用流延法形成的陶瓷坯料層。
6.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，在所述第一陶瓷層上形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)層包括: 制備導(dǎo)電漿料； 在所述第一陶瓷層上覆蓋絲網(wǎng)印版，所述絲網(wǎng)印版形成與所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)相同的圖案； 在所述絲網(wǎng)印版上涂覆導(dǎo)電漿料，所述導(dǎo)電漿料經(jīng)由所述絲網(wǎng)印版的圖案內(nèi)的網(wǎng)眼而附著于所述第一陶瓷層，形成所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層。
7.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，將粘結(jié)有介質(zhì)貼片的介質(zhì)殼體與所述陶瓷殼體結(jié)合成一體，具體包括: 通過(guò)漿料將粘結(jié)有介質(zhì)貼片的介質(zhì)殼體與所述陶瓷殼體粘接； 或者通過(guò)緊固件將粘結(jié)有介質(zhì)貼片的介質(zhì)殼體與所述陶瓷殼體連接； 或者將粘結(jié)有介質(zhì)貼片的介質(zhì)殼體與所述陶瓷殼體卡接。
8.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述介質(zhì)殼體為復(fù)合材料，所述介質(zhì)殼體成型具體包括: 將所述介質(zhì)殼體固化成型。
9.如權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述復(fù)合材料為熱固或者熱塑性材料。
10.如權(quán)利要求8或者9所述的制備方法，其特征在于，所述復(fù)合材料為包含纖維、泡沫和/或蜂窩的一層或者多層結(jié)構(gòu)。
11.如權(quán)利要求1、8、或者9所述的制備方法，其特征在于，所述介質(zhì)貼片的基材為復(fù)合材料，該復(fù)合材料為熱固或者熱塑性材料。
12.如權(quán)利要求11所述的制備方法，其特征在于，所述復(fù)合材料含有增強(qiáng)材料，所述增強(qiáng)材料為纖維、織物、或者粒子中的至少一種。
13.如權(quán)利要求11所述的制備方法，其特征在于，所述介質(zhì)貼片上的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)通過(guò)蝕刻、鉆刻、雕刻、電子刻或離子刻成型在所述復(fù)合材料上。
14.如權(quán)利要求11所述的制備方法，其特征在于，所述將至少一個(gè)所述介質(zhì)貼片與所述介質(zhì)殼體粘結(jié)，具體包括: 將所述介質(zhì)貼片粘貼在所述介質(zhì)殼體表面的局部或者全部，形成至少一層具有介質(zhì)貼片的介質(zhì)殼體。
15.如權(quán)利要求14所述的制備方法，其特征在于，所述將至少一個(gè)所述介質(zhì)貼片與所述介質(zhì)殼體粘結(jié)之后，進(jìn)一步包括: 在具有介質(zhì)貼片的介質(zhì)殼體表面形成復(fù)合材料層。
16.如權(quán)利要求14所述的制備方法，其特征在于，所述復(fù)合材料層具有導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)。
17.如權(quán)利要求11所述的制備方法，其特征在于，將粘結(jié)有介質(zhì)貼片的介質(zhì)殼體與所述陶瓷殼體結(jié)合成一體，具體包括: 通過(guò)復(fù)合材料將粘結(jié)有介質(zhì)貼片的介質(zhì)殼體與所述陶瓷殼體粘接，該復(fù)合材料為熱固或者熱塑性材料； 或者通過(guò)緊固件將粘結(jié)有介質(zhì)貼片的介質(zhì)殼體與所述陶瓷殼體連接； 或者將粘結(jié)有介質(zhì)貼片的介質(zhì)殼體與所述陶瓷殼體卡接。
18.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述空間幾何形狀為空間曲面。
19.一種超材料，其特征在于，采用權(quán)利要求1至18中任一項(xiàng)所述的制備方法制備。
【文檔編號(hào)】H01Q15/00GK104282998SQ201310277241
【公開(kāi)日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2013年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月3日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:深圳光啟高等理工研究院