吸波复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及吸波材料领域，具体来说，涉及一种吸波复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]吸波材料是一种重要的功能复合材料，其最先应用于军事上，可以降低军用目标的雷达散射截面，随后，随着科学技术的发展(例如，电子元器件日益集成化、小型化和高频化)，吸波材料逐渐被用于民用领域，例如，作为微波暗室材料，微衰减器元件及微波成型加工技术等。
[0003]目前，现有的吸波材料通常是通过基体材料和吸波剂混合制的复合材料，其基体材料主要采用的是普通的碳纤维，虽然现有的普通碳纤维的电阻率较低，对电磁波的反射较强，具有良好的屏蔽效果，但是，现有的普通碳纤维并不具有良好的吸波性能，而如果使其具备吸波性能，则需要对其进行特殊的处理，例如，调节碳纤维的电性能和磁性能。
[0004]基于此情况，有必要研发出一种本身就具有吸波和反射屏蔽功能，而又无需经过特殊处理的吸波复合材料，以解决现有相关技术中的上述技术问题。
【发明内容】
[0005]针对现有相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种吸波复合材料及其制备方法，能够有效提高吸波复合材料的吸波性能和屏蔽效果。
[0006]本发明的技术方案是这样实现的:
[0007]根据本发明的一个方面，提供了一种吸波复合材料，该吸波复合材料包括透波层、吸波层以及反射层，其中，吸波层位于透波层的上方，反射层位于吸波层的上方，并且，透波层内包含有超材料层和/或活性碳纤维，吸波层内包含有活性碳纤维和/或超材料层。
[0008]其中，该超材料层可以是超材料阻抗匹配层，也可以是超材料电阻损耗层，还可以是吸波超材料，当然也可以是上述三者中的任意两两组合或者三者组合，同时，也可以是其他类型的相关超材料。
[0009]其中，超材料阻抗匹配层包含多个均匀的超材料片层，而超材料片层则是由基板以及周期排列于基板内部的多个人造金属微结构组成。
[0010]此外，吸波层还包括吸波树脂。
[0011]其中，吸波树脂由吸波剂和树脂混合而成；其中，对于吸波剂的质量来说，吸波剂的质量百分比为10%?85%，优先地，为60%。而对于吸波剂的成分来说，吸波剂则是由以下一种或多种成分组成:铁氧体、钛酸钡、金属微粉、石墨、碳化硅、导电纤维；优选地，吸波剂由铁氧体组成。而对于树脂的成分来说，树脂则可以热固性树脂、和/或热塑性树脂。
[0012]另外，反射层则可以包含金属层、和/或导电高分子层。
[0013]根据本发明的另一方面，提供了一种吸波复合材料的制备方法。该吸波复合材料的制备方法包括:提供透波层；在透波层的上方形成吸波层；并在吸波层的上方形成反射层；其中，透波层内包含有超材料层和/或活性碳纤维，吸波层内包含有活性碳纤维和/或超材料层。
[0014]其中，活性碳纤维的形成方法包括:提供粘胶纤维；对粘胶纤维进行碳化处理；并对碳化处理后的粘胶纤维，进行活化处理。
[0015]其中，在对粘胶纤维进行碳化处理时，可利用碳化炉对粘胶纤维进行碳化处理，其中，碳化炉的升温速率为15°C /min，碳化的温度为350?450°C，碳化的时间为60min。
[0016]而在对碳化处理后的粘胶纤维，进行活化处理时，可利用活化炉对碳化处理后的粘胶纤维，进行水蒸气活化处理，其中，活化炉的升温速率为15°C /min，活化的温度为900°C，水蒸气的流量为lm3/h，活化的时间为2?50min。
[0017]此外，活性碳纤维的形成方法还可包括:在对粘胶纤维进行碳化处理之前，利用预先配置的磷酸盐和硫酸盐的混合溶液对粘胶纤维进行浸溃。其中，浸溃的时间为5min。在进行浸溃时，粘胶纤维的质量百分比为30%?70%，优选地，为50%。其中，磷酸盐和硫酸盐的混合溶液包括由质量百分比为5 %的磷酸二氢铵NH4H2PO4和质量百分比为10 %的硫酸铵(NH4)2SO4的混合液。
[0018]本发明通过在透波层和/或吸波层中加入了超材料层，从而使得复合材料具备了良好的吸波效果，同时，本发明还通过在透波层和/或吸波层中加入了活性碳纤维，而由于活性碳纤维的表面具有微孔，从而使得复合材料具有了多次反射作用，进而有效的提高了复合材料的屏蔽效果。
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是根据本发明实施例的吸波复合材料的结构示意图；
[0021]图2是根据本发明实施例的吸波复合材料的制备方法的流程示意图；
[0022]图3是根据本发明实施例中的一具体实例的吸波复合材料的结构示意图；
[0023]图4根据本发明实施例中的一具体实例的活性碳纤维的形成方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0025]根据本发明的实施例，提供了一种吸波复合材料。
[0026]如图1所示，根据本发明实施例的吸波复合材料包括透波层11、吸波层12以及反射层13，其中，吸波层12位于透波层11的上方，反射层13位于吸波层12的上方，并且，透波层11内包含有超材料层和/或活性碳纤维，吸波层12内包含有活性碳纤维和/或超材料层。
[0027]其中，该超材料层可以是超材料阻抗匹配层，也可以是超材料电阻损耗层，还可以是吸波超材料，当然也可以是上述三者中的任意两两组合或者三者组合，同时，也可以是其他类型的相关超材料。
[0028]其中，超材料阻抗匹配层包含多个均匀的超材料片层，而超材料片层则是由基板以及周期排列于基板内部的多个人造金属微结构组成。
[0029]此外，吸波层还包括吸波树脂。
[0030]其中，吸波树脂由吸波剂和树脂混合而成；其中，对于吸波剂的质量来说，吸波剂的质量百分比为10%?85%，优先地，为60%。而对于吸波剂的成分来说，吸波剂则是由以下一种或多种成分组成:铁氧体、钛酸钡、金属微粉、石墨、碳化硅、导电纤维；优选地，吸波剂由铁氧体组成。而对于树脂的成分来说，树脂则可以热固性树脂、和/或热塑性树脂。
[0031]另外，反射层则可以包含金属层、和/或导电高分子层。
[0032]根据本发明的实施例，还提供了一种吸波复合材料的制备方法。
[0033]如图2所示，该吸波复合材料的制备方法包括:
[0034]步骤S201，提供透波层；
[0035]步骤S203，在透波层的上方形成吸波层；
[0036]步骤S205，在吸波层的上方形成反射层；
[0037]其中，透波层内包含有超材料层和/或活性碳纤维，吸波层内包含有活性碳纤维和/或超材料层。
[0038]其中，活性碳纤维的形成方法包括:提