蜂窝芯材、复合吸波材料和蜂窝增强型超材料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种蜂窝芯材、复合吸波材料和蜂窝增强型超材料，所述蜂窝芯材包括多个蜂窝周期性结构单元，其特征在于：至少部分所述蜂窝周期性结构单元的蜂窝壁上附着有人造金属微结构。所述复合吸波材料和蜂窝增强型超材料均包括前述蜂窝芯材。相对于现有技术传统的纯蜂窝结构，本发明的蜂窝芯材由于蜂窝壁上附着的金属微结构，其介电参数和磁导率在X波段内会大大提高，由于在该频段内磁导率产生了磁谐振，从而损耗也有增强，因此，本发明的蜂窝芯材在窄带吸波材料和高损耗屏蔽材料的制备方面具有显著的优势。
【专利说明】蜂窝芯材、复合吸波材料和蜂窝增强型超材料
【技术领域】
[0001]本发明涉及超材料领域，尤其是涉及蜂窝芯材、复合吸波材料和蜂窝增强型超材料。
【背景技术】
[0002]随着无线通讯技术的发展，电磁波辐射对环境的影响日益增大。利用吸波材料治理电磁污染改善电磁兼容所产生的问题已成为材料科学的一大难题。吸波材料是指能够有效吸收人射电磁波并使其衰减损耗的一类材料，它通过材料的各种不同的损耗机制将入射电磁波转化成热能或者是其它能量形式而达到吸波的目的。吸波材料有结构型和涂覆型，前者主要有尖劈形、泡沫形、平板形等，后者由吸收剂和基材复合而成。现有的涂覆型吸波材料多采用具有单层或多层介电或磁性材料，也就是组成的材料至少具有磁损耗或介电损耗，或者两者兼有。但是普遍存在的问题是密度很大，工作频带也不够宽。对于结构型吸波材料的研究方面，主要集中在将热塑性PEEK、PEK、PPS等制成单丝或复丝与碳纤维、陶瓷纤维等混杂编织成复合材料织物和异形截面碳纤维方面，也普遍存在厚度和重量的问题。
[0003]现在也有采用采用轻量化的材料做成轻型的结构型吸波材料，如采用蜂窝和泡沫材料，但是采用这种方法做的吸波材料，都存在着蜂窝层没有损耗，吸波效果不够好的缺点。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题之一是提供一种具有独立吸波能力的蜂窝芯材；本发明所要解决的技术问题之二是提供一种包含前述蜂窝芯材的复合吸波材料；本发明所要解决的技术问题之三是提供一种包含前述蜂窝芯材的蜂窝增强型超材料。
[0005]本发明通过下述技术手段解决前述技术问题:
[0006]一种蜂窝芯材，包括多个蜂窝周期性结构单元，至少部分所述蜂窝周期性结构单元的蜂窝壁上附着有人造金属微结构。
[0007]优选地，所述人造金属微结构包括环形微结构。
[0008]优选地，所述环形微结构包括多边形环微结构和/或圆形环微结构和/或椭圆形环微结构。
[0009]优选地，所述人造金属微结构为人造金属铜微结构。
[0010]优选地，所述蜂窝周期性结构单元为六边形结构、矩形结构、三角形结构或V形结构。
[0011]优选地，所述蜂窝周期性结构单元的部分蜂窝壁上附着有所述人造金属微结构或者所述蜂窝周期性结构单元的所有蜂窝壁上均附着有所述人造金属微结构。
[0012]一种复合吸波材料，包括前述任意一项所述的蜂窝芯材。
[0013]一种蜂窝增强型超材料，包括多层超材料功能板，所述超材料功能板两两之间固定有蜂窝芯材，所述蜂窝芯材包括多个蜂窝周期性结构单元，至少部分所述蜂窝周期性结构单元的蜂窝壁上附着有人造金属微结构。
[0014]优选地，所述超材料功能板为有机树脂材料或陶瓷材料。
[0015]相对于现有技术传统的纯蜂窝结构，本发明的蜂窝芯材由于其蜂窝壁上附着的金属微结构，其介电参数和磁导率在X波段内会大大提高，由于在该频段内磁导率产生了磁谐振，从而损耗也有增强，因此，本发明的蜂窝芯材在窄带吸波材料和高损耗屏蔽材料的制备方面具有显著的优势。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明具体实施例的蜂窝芯材的结构示意图；
[0017]图2是图1的蜂窝芯材的蜂窝周期性结构单元的结构放大图；
[0018]图3是本发明具体实施例的蜂窝芯材的等效电磁参数。
【具体实施方式】
[0019]下面对照附图并结合优选的实施方式对本发明作进一步说明。
[0020]如图1和2所示，一种蜂窝芯材100，其包括多个蜂窝周期性结构单元110组成，其中，至少部分蜂窝周期性结构单元I1的蜂窝壁111上附着有人造金属微结构200。人造金属微结构200可采用各种金属材料，蜂窝周期性结构单元110可以是各种形状的结构，例如:六边形结构、矩形结构、三角形结构或V形结构。本发明将人造金属微结构附着于蜂窝周期性结构单元110的蜂窝壁111上，而蜂窝壁111本身具有非常大的表面积，因而，在蜂窝芯材上能够形成大量的人造金属微结构，从而大大提高蜂窝芯材的节电参数和磁导率，同时可增加电磁波损耗。基于该特性，本发明的蜂窝芯材可广泛应用于各种吸波复合材料，尤其是窄带的吸波和高损耗屏蔽材料，本发明的蜂窝芯材在吸波复合材料中既能够起到物理增强的作用，又具有独立的吸波能力或与吸波复合材料的其他部分形成共同的吸波效果。
[0021]为获得对电磁波的特定影响效果，人造金属微结构200可具有不同的具体形状，例如:多边形环微结构、圆形环微结构、椭圆形环微结构或它们直接的组合等环形微结构。所述蜂窝周期性结构单元的部分蜂窝壁上附着有所述人造金属微结构或者所述蜂窝周期性结构单元的所有蜂窝壁上均附着有所述人造金属微结构均可。
[0022]作为优选的方案，人造金属微结构200优选采用铜，因为铜的成本方案及方式方面成熟,且性价比也比较高。
[0023]本实施方式还提供一种蜂窝增强型超材料，包括多层超材料功能板，所述超材料功能板两两之间固定有蜂窝芯材，所述蜂窝芯材包括多个蜂窝周期性结构单元，至少部分所述蜂窝周期性结构单元的蜂窝壁上附着有人造金属微结构。作为前述蜂窝芯材的一种具体应用，前述蜂窝芯材的优选方案也同样适用于本部分所述的蜂窝增强型超材料。不言而喻，本部分的蜂窝增强型超材料也同样具有前述蜂窝芯材的对应有益效果。前述超材料功能板可以采用现有技术中已有的材料，优选采用有机树脂材料或陶瓷材料。
[0024]实施例1
[0025]图2所示为本实施例的蜂窝芯材为采用矩形金属框型的环形微结构的蜂窝芯材，其金属材料为铜；如图3所示，为其等效电磁参数。其中左上为等效介电常数，右上为等效磁导率，左下该材料的阻抗，右下为该材料的等效折射率。
[0026]实施例2
[0027]本实施例与实施例1的区别仅仅在于:本实施例的蜂窝芯材的金属微结构为圆环形微结构，经实验，其可获得与实施例1大致相同的技术效果。
[0028]实施例3
[0029]本实施例与实施例1的区别仅仅在于:本实施例的蜂窝芯材的金属微结构为椭圆形环微结构，经实验，其可获得与实施例1大致相同的技术效果。
[0030]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属【技术领域】的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种蜂窝芯材，包括多个蜂窝周期性结构单元，其特征在于:至少部分所述蜂窝周期性结构单元的蜂窝壁上附着有人造金属微结构。
2.根据权利要求1所述的蜂窝芯材，其特征在于:所述人造金属微结构包括环形微结构。
3.根据权利要求2所述的蜂窝芯材，其特征在于:所述环形微结构包括多边形环微结构和/或圆形环微结构和/或椭圆形环微结构。
4.根据权利要求1、2或3所述的蜂窝芯材，其特征在于:所述人造金属微结构为人造金属铜微结构。
5.根据权利要求1、2或3所述的蜂窝芯材，其特征在于:所述蜂窝周期性结构单元为六边形结构、矩形结构、三角形结构或V形结构。
6.根据权利要求5所述蜂窝芯材，其特征在于:所述蜂窝周期性结构单元的部分蜂窝壁上附着有所述人造金属微结构或者所述蜂窝周期性结构单元的所有蜂窝壁上均附着有所述人造金属微结构。
7.一种复合吸波材料，其特征在于:包括权利要求1-6任意一项所述的蜂窝芯材。
8.一种蜂窝增强型超材料，包括多层超材料功能板，所述超材料功能板两两之间固定有蜂窝芯材，所述蜂窝芯材包括多个蜂窝周期性结构单元，其特征在于:至少部分所述蜂窝周期性结构单元的蜂窝壁上附着有人造金属微结构。
9.根据权利要求8所述的蜂窝增强型超材料，其特征在于:所述超材料功能板为有机树脂材料或陶瓷材料。
【文档编号】H05K9/00GK104519726SQ201310461885
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】不公告发明人 申请人:深圳光启创新技术有限公司