本發(fā)明屬于電磁波吸收及應(yīng)用領(lǐng)域，涉及一種基于包覆型復(fù)合材料的吸波貼片及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著社會的電氣化信息化，各種高頻電子通訊器件得到了廣泛應(yīng)用。在此同時，由于電子器件高頻化以及高頻通訊技術(shù)的應(yīng)用，電磁波不可避免的成為了當(dāng)今社會的主要污染源。由于電磁波之間相互存在干擾以及混雜，同時對人類的健康問題也提出了挑戰(zhàn)，近幾年，電磁波吸收材料作為一種解決電磁波干擾以及污染的材料在軍事以及民生領(lǐng)域得到了廣泛的研究和發(fā)展。

常見的電磁波吸收器可以分為兩種類型：一種類型為在千兆赫茲頻帶(khz,mhz)中具有高磁導(dǎo)率(μ)的磁性材料，例如鐵，鎳，鈷等鐵磁性材料及其相關(guān)復(fù)合材料，由于這些磁性材料的高飽和磁化強度，所以在千兆赫茲表現(xiàn)出良好的電磁波吸收性能。另一種類型為具有高介電常數(shù)的介電材料，例如依靠電子，分子或表面極化來衰減電磁波(emwave)的多壁碳納米管(mwcnt)，石墨類材料和金屬氧化物例如zno等。在介電材料中，一方面，由于碳化硅(sic)具有良好的抗氧化性，低密度和化學(xué)惰性，因此是優(yōu)異的電磁波吸收材料。另一方面，良好的電磁波吸收性能通常是利用材料的相對介電常數(shù)和磁導(dǎo)率之間合適的阻抗匹配實現(xiàn)的。但是，僅僅依靠單一的介電損耗或者磁損耗材料是很難實現(xiàn)吸波材料的阻抗匹配。目前，對于電磁波吸收亟待解決的問題是實現(xiàn)所選材料之間的阻抗匹配，擴大其吸收頻帶寬度。因此，將介電材料和磁性材料復(fù)合來改善磁導(dǎo)率和介電常數(shù)之間的平衡，從而提高電磁波吸收性能是目前電磁波吸收領(lǐng)域所普遍采用的方式方法。例如，專利201310702497.7給出了涂層型二茂鐵高分子磁體一半導(dǎo)體配合物復(fù)合吸波材料及制備方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種基于包覆型復(fù)合材料的吸波貼片及其制備方法，其中在惰性氣氛下使用加熱攪拌的方法制備出核殼型包覆結(jié)構(gòu)材料，并通過物理粘結(jié)的作用涂覆于雙面膠熱塑彈性體等的復(fù)合基底上，形成一種微波吸收貼片。同時，可以通過改變磁性材料和介電材料的摩爾比來實現(xiàn)吸波性能的調(diào)控。

本發(fā)明實現(xiàn)上述包覆型微波吸收貼片的技術(shù)方案如下：

一種基于包覆型復(fù)合材料的吸波貼片，該吸波貼片包括包覆型復(fù)合粉體的涂層和熱塑彈性體的基底層，涂層和基底之間通過帶有彈性的粘接層固定；所述包覆型復(fù)合粉體由磁性金屬材料包覆介電材料而成，所述的磁性金屬材料的平均粒徑為0.5μm～100μm；介電材料的平均粒徑為0.5μm～100μm；磁性金屬材料與介電材料的摩爾比例為1：0.5～4；包覆型復(fù)合粉體通過與膠黏劑混合形成包覆型復(fù)合粉體涂層，涂層厚度為100μm～5000μm。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下優(yōu)選。

進一步，所述磁性金屬材料是fe、co、ni中的一種或多種。

進一步，所述介電材料是sio2、sic、氧化石墨及金屬氧化物中的任一種。

進一步，所述膠黏劑為聚醋酸乙烯酯或者聚丙烯酸酯。

進一步，所述粘接層為雙面膠體。

進一步，所述吸波貼片為了得到更好的力學(xué)性能和吸波性能，可以增加貼片的厚度。

本發(fā)明還提供了一種實現(xiàn)上述吸波器件的制備方法：

步驟一：將所選取的磁性金屬材料與介電材料按摩爾比為1：0.5～4混合形成預(yù)制材料；

步驟二：在惰性氣氛下，將預(yù)制材料進行加熱攪拌制成包覆型復(fù)合粉體；制備所需加熱溫度為300k～800k，攪拌轉(zhuǎn)速為50r/min～750r/min，加熱時間為1h～5h；

步驟三：將膠黏劑、水和冷卻后的包覆型復(fù)合粉體按照比例1:1:1，混合均勻，形成包覆型復(fù)合粉體涂層材料；

步驟四：將包覆型復(fù)合粉體涂層材料采用機械涂刷的方式涂刷在粘有雙面膠體的熱塑彈性體上，制得吸波貼片。

在300k，轉(zhuǎn)速50r/min,加熱時間1h時，在sem下可以看到包覆效果，且回波損耗值達到-15db；當(dāng)達到800k，750r/min時，包覆效果趨于更好，且回波損耗趨于平穩(wěn)。

本發(fā)明的有益效果為，本發(fā)明提供的一種基于核殼型包覆材料的吸波貼片與目前其他吸波貼片相比，不但應(yīng)用廣泛；同時，該吸波貼片具有高頻吸收性能好、使用輕便、耐磨損、工藝簡單、成本低等優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明方法中(a)復(fù)合型吸波貼片以及(b)包覆結(jié)構(gòu)粉體的示意圖；

圖中：100吸波貼片；101涂層；102粘接層；103基底層；104包覆型復(fù)合粉體；105介電材料殼層；106磁性金屬材料核層。

圖2為本發(fā)明方法中復(fù)合型吸波貼片制備方法流程圖；

圖3為本發(fā)明方法中復(fù)合型顆粒所對應(yīng)的掃描電鏡圖；

圖4為本發(fā)明方法中復(fù)合型吸波貼片中不同磁性金屬與介電材料摩爾比對應(yīng)的電磁參數(shù)響應(yīng)圖(反射)；

圖5為發(fā)明方法中復(fù)合型吸波貼片不同厚度對應(yīng)的電磁參數(shù)響應(yīng)圖(反射)。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清晰，以下結(jié)合附圖和具體實例對本發(fā)明的操作過程作進一步詳細說明。需說明，此處所描述的具體實例僅用于解釋本發(fā)明，其中圖示為示意性質(zhì)，并不用于限定本發(fā)明的范圍。

實施例

圖1為本發(fā)明方法中復(fù)合型吸波貼片的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，包覆材料的吸波貼片100包括：包覆型復(fù)合粉體與粘接劑混合體(涂層)101；粘接層102；基底層103。此實施例中包覆型復(fù)合粉體104選用fe-sic；其中外部包覆的sic殼層105；內(nèi)部的金屬fe核層106。

所述吸波貼片的涂層101，其厚度為100μm至5000μm。所述下吸波貼片的基底層103所使用的基體材料為熱塑彈性體等類似物質(zhì)。

所述下吸波貼片的涂層101所使用的包覆型復(fù)合粉體以金屬材料作為內(nèi)核，外包覆層可為sic、石墨、金屬氧化物等，所述的sic、石墨、金屬氧化物等粒徑為0.5μm至100μm，金屬粉體尺寸為0.5μm至100μm，復(fù)合粉體的比例按照摩爾比可以但不限于如下比例：2:1、1:1、1:2。

所述的吸波貼片100，所述的包覆型粉體在惰性氣氛下使用加熱攪拌的方法制備；制備所需加熱溫度為300k至800k，攪拌轉(zhuǎn)速為50r/min至750r/min，加熱時間為1h至5h。

同時，本發(fā)明提供上述實施例制備方法：

圖2所示為復(fù)合型吸波貼片制備方法流程圖，以下將結(jié)合圖3說明制備過程：

步驟b101，稱量不同比例的sic和fe粉末。

按照制備流程，通過計算，分別按一定的摩爾比稱量sic和fe粉。在本實施例中，結(jié)合圖3可看到，選取sic粉末的尺寸為500nm，形狀為片形；選取的金屬fe粉為35μm，形狀為球形。

步驟b102，加熱攪拌制備sic-fe復(fù)合粉體104。

利用加熱攪拌的方法制備sic-fe復(fù)合粉體。具體實驗步驟如下：

(1)將按一定摩爾比稱取的sic和fe粉混合放入三口燒瓶中；

(2)將三口燒瓶用磁力攪拌器在不同溫度條件下加熱攪拌，加熱時間為2.5h，轉(zhuǎn)速為500r/min，且在氮氣條件下進行；

(3)將加熱后的粉體104冷卻，然后密封保存。

步驟b103，將膠黏劑和溫水，按一定比例放入大的離心管中，用渦旋振蕩2min，得到合適濃度的粘結(jié)劑；

步驟b104，將制備好的粘結(jié)劑和復(fù)合粉體，混合均勻形成101；

步驟b105，將混合均勻的粉體101，用機械涂刷方法，將其涂覆在粘接層102相對于基底層103的另一面上，然后自然干燥。

圖4和圖5為本發(fā)明實施例在矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀上所測試電磁波響應(yīng)吸收特性曲線。如圖4所示，對于同一處理溫度420k，同一厚度0.5mm，磁性金屬fe與sic按照不同摩爾比例混合2:1、1:1、1:2的吸波貼片在測試時反射損耗峰值達到-20db以上。如圖5所示，對于同一溫度420k，同一比例1:1，隨著涂層厚度的增加，反射損耗值，先增加后減少。圖4和圖5表明在同一溫度條件下，介電材料和磁性材料的摩爾比和涂覆厚度，對吸波貼片的吸波性都有影響，且本實施例吸波貼片具有與已有吸波體相似的吸波能力。

上述實施實例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，任何不脫離本發(fā)明精神和范圍的技術(shù)方案均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的專利申請范圍當(dāng)中。