专利名称：以活性炭毡为吸收剂的电路模拟吸波材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种以活性炭毡为吸收剂的电路模拟吸波材料及其制备方法，属于电路模拟吸波材料技术。
背景技术：
电路模拟吸波材料，又称频率选择表面(Frequency Selective Surface)，是将周期性排列的薄金属栅或薄金属贴片添加入吸波结构中，来改变材料的反射特性。薄金属栅或薄金属贴片的形状主要可以分为以下几种(1)中心连接的、或N极子，如偶极子、三极子、十字型等；(2)环形，如圆环、矩形环和六角形环等；(3)不同形状的贴片；(4)上述图形的组合。频率选择表面的工作原理是当入射波频率在贴片或孔径单元的谐振频率上时，FSS就表现出反射和传输特性。频率选择表面广泛应用于科学研究和商业领域。用在微波炉上，开孔金属屏完全反射2.45GHz的微波能量，并允许光透过(可透过微波炉看到里面的食物)；在GHz范围可用作滤波器、金属雷达罩、双工器等；在THz范围可用作偏振器、分光镜、激光输出耦合器、天线共用器、激光腔镜、法布里-珀罗干涉仪和滤波器等。至于FSS用于隐身技术领域，有国外学者做过研究，如Yanan Sha，K.A.Jose等人将FSS制备到了碳纤维合成物中，对于不同的制备样品进行了测试，并与没有加载FSS的样品进行对比，发现加载了FSS的某些样品有着特殊的反射特性，其反射频段转移到了其他频率范围，使发射功率得到了有效的衰减。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以活性炭毡为吸收剂的电路模拟吸波材料及其制备方法。该电路模拟吸波材料吸波性能优良，制备方法简单。
本发明是通过下述技术方案加以实现的。以玻璃纤维布及环氧树脂为电磁匹配层，以铝箔为反射层，在两层之间通过环氧树脂胶粘吸波层构成电路模拟吸波材料，其特征在于吸波层为活性炭毡的不同形状单元体周期结构。
上述的活性炭毡形状单元体为矩形、等“十”字形、正方形、正三角形、环正方形或迷宫正方形。
上述的电路模拟吸波材料的制备方法，其特征在于包括以下过程在60～80℃将E-44(6101)型环氧树脂和203#低分子聚酰胺按质量比1∶1～2∶1混合均匀配制成粘接剂备用，在模具底部平铺一层铝箔和一层S-玻璃纤维布，浇入部分粘接剂，使其完全浸润玻璃纤维布，然后，在其上放置活性炭毡单元体周期结构，再浇入粘接剂，待完全浸润活性炭毡单元体周期结构，在其上再铺一层玻璃纤维布，使其完全被粘接剂浸润。最后，铺上脱模纸和合上上模，预固化20min，然后，在温度60～80℃和压力10～15MPa，固化2～3h。制得以活性炭毡为吸收剂的电路模拟吸波材料。
本发明的优点在于原材料价廉、制备方法简单；所制得电路模拟吸波材料的吸波性能优良，该吸波材料在8～18GHz频段有效衰减电磁波-10dB以上，最大吸收峰可达-30dB。
图1为本发明实施例之一，矩形单元周期结构活性炭毡吸波层示意图；黑色部分为活性碳毡，白色长方形部分为在碳毡上开的矩形孔；图2为本发明实施例之二，等“十”字形单元周期结构活性炭毡吸波层示意图；图中，黑色部分为活性碳毡，白色部分为在碳毡上开的“十”字型孔；图3为本发明实施例之三，正三角形单元周期结构活性炭毡吸波层示意图；黑色部分为活性碳毡，白色部分为在碳毡上开的“正三角形”孔；图4为正三角形单元周期结构活性炭毡吸波层示意图，黑色部分为正三角形的活性碳毡贴片。白色部分为空白；图5为本发明实施例之四，正方形单元周期结构活性炭毡吸波层示意图；黑色部分为活性碳毡，白色部分为在碳毡上开的“正方形”孔；图6为本发明实施例之四，正方形单元周期结构活性炭毡吸波层示意图，黑色部分为正方形的活性碳毡贴片；图7为本发明实施例之五，环正方形单元周期结构活性炭毡吸波层示意图；图中，黑色部分为活性碳毡，白色部分为在碳毡上开的孔；图8为本发明实施例之六，迷宫正方形单元周期结构活性炭毡吸波层示意图。图中，黑色部分为活性碳毡条。
图9为实例1制得吸波材料的反射衰减曲线；图10为实例2制得吸波材料的反射衰减曲线图11为实例3制得吸波材料的反射衰减曲线图12为实例3制得吸波材料的反射衰减曲线图13为实例4制得吸波材料的反射衰减曲线图14为实例4制得吸波材料的反射衰减曲线图15为实例5制得吸波材料的反射衰减曲线图16为实例6制得吸波材料的反射衰减曲线具体实施方式
例1.活性炭毡矩形单元周期结构(1)固定L＝32mm，x＝4mm，改变L/W的值a.L/W＝8，W＝4mm；b.L/W＝16/3，W＝6mmc.L/W＝4，W＝8mm；d.L/W＝2，W＝16mm；(2)选某一L/W值，固定L＝32mm，改变x值a.x＝10mm；b.x＝8mm；c.x＝6mm；(3)选某一L/W值和x值，改变L值a.L＝24mm；b.L＝18mm；c.L＝12mm；通过改变参数L/W、L和x的值，可以获得较好的吸波效果，如图9所示，就是当L/W＝2，L＝24mm，x＝6mm时，活性碳毡/环氧树脂材料的反射衰减曲线。
例2.活性炭毡等“十”形单元周期结构(1)固定L＝32mm，c＝4mm，改变W值a.W＝4mm；b.W＝6mm；c.W＝8mm；d.W＝12mm；(2)固定L＝32mm，选W＝8mm，改变c值a.c＝6mm；b.c＝8mm；c＝10mm；(3)固定W＝8mm，c＝6mm，改变L值a.L＝24mm；b.L＝16mm；c.L＝8mm；通过改变参数W、L和x的值，可以获得较好的吸波效果，如图10所示，就是当W＝8mm，L＝16mm，c＝6mm时，活性碳毡/环氧树脂材料的反射衰减曲线。
例3、活性炭毡正方形单元周期结构(1)固定b＝5mm，改变a/b的值a/b＝3；a/b＝2；a/b＝1.4；(2)固定a/b＝3，改变b的值b＝7mm；b＝5mm；b＝3mm；通过改变参数a/b、b的值，可获得较好的吸波效果。如图11，12所示，就是当b＝5mm，a/b＝1.4时，活性碳毡/环氧树脂材料的反射衰减曲线。其中，图11是开孔型试样的反射衰减曲线(对应于图5)，图12是贴片型试样的反射衰减曲线(对应于图6)。
例4、性炭毡正三角形单元周期结构(1)固定c＝5mm，改变a/c的值a/c＝2；a/c＝3；a/c＝4；(2)固定a＝15mm，改变a/c的值a/c＝5；a/c＝3；a/c＝15/7；a/c＝3/2；通过改变a/c、c的值，可获得较好的吸波效果。如图13所示，就是当a＝15mm，a/c＝5时，开孔型活性碳毡/环氧树脂材料(对应于图3)的反射衰减曲线；如图14所示，就是当a＝10mm，a/c＝2时，贴片型活性碳毡/环氧树脂材料(对应于图4)的反射衰减曲线。
例5、活性炭毡环正方形单元周期结构固定D1＝80mm，D2＝40mm，改变W的值，W＝8mm；W＝10mm；W＝12mm；W＝15mm；图15所示为W取不同值时，材料的电磁波反射衰减曲线。
例6、活性炭毡迷宫正方形单元周期结构固定活性炭毡条宽度为5mm，碳毡条间间隙为5mm。材料的反射衰减曲线见图16。
权利要求
1.一种以活性炭毡为吸收剂的电路模拟吸波材料，该材料以玻璃纤维布及环氧树脂为电磁匹配层，以铝箔为反射层，并在两层之间通过环氧树脂胶粘吸波层构成，其特征在于吸波层为活性炭毡的不同形状单元体周期结构。
2.按权利要求1所述的以活性炭毡为吸收剂的电路模拟吸波材料，其特征在于活性炭毡形状单元体为矩形、等“十”字形、正方形、正三角形、环正方形或迷宫正方形。
3.一种以活性炭毡为吸收剂的电路模拟吸波材料的制备方法，其特征在于包括以下过程在60～80℃将E-44型环氧树脂和203#低分子聚酰胺按质量比1∶1～2∶1混合均匀配制成粘接剂备用，在模具底部平铺一层铝箔和一层S-玻璃纤维布，浇入部分粘接剂，使其完全浸润玻璃纤维布，然后，在其上放置活性炭毡单元体周期结构，再浇入粘接剂，待完全浸润活性炭毡单元体周期结构，在其上再铺一层玻璃纤维布，使其完全被粘接剂浸润，最后铺上脱模纸和合上上模，预固化20min，然后在温度60～80℃和压力10～15MPa，固化2～3h，制得以活性炭毡为吸收剂的电路模拟吸波材料。
全文摘要
本发明公开了一种以活性炭毡为吸收剂的电路模拟吸波材料及其制备方法，属于电路模拟吸波材料技术。所述的吸波材料以玻璃纤维布及环氧树脂为电磁匹配层，以铝箔为反射层，在两层之间通过环氧树脂胶粘活性炭毡的不同形状单元体周期结构。该方法包括以下过程环氧树脂和聚酰胺配制成粘接剂，在模具底部平铺一层铝箔和一层S－玻璃纤维布，浇入粘接剂，然后，在其上放置活性炭毡单元体周期结构，再浇入粘接剂，全浸润活性炭毡单元体周期结构，在其上再铺一层玻璃纤维布，完全浸润后，铺上脱模纸和合上上模，经预固化和固化后，制得电路模拟吸波材料。本发明的优点在于原材料价廉、制备方法简单；所制得电路模拟吸波材料的吸波性能优良。
文档编号G12B17/00GK1599551SQ20041002038
公开日2005年3月23日 申请日期2004年8月30日 优先权日2004年8月30日
发明者赵乃勤, 李家俊, 郑长进, 郭伟凯, 李宝银, 郭新权 申请人:天津大学