宽频吸波材料、宽频吸波片及制备方法与流程

本申请属于电磁波吸收材料，具体涉及宽频吸波材料、宽频吸波片及制备方法。

背景技术：

1、随着无线设备在人类生活中的普及，电磁波污染已经成为危害人类健康的一大污染源，同时大量的电磁波也对无线设备本身造成了严重的电磁干扰问题，电磁波吸收材料(吸波材料)是具有吸收、消耗电磁波能量效果的材料，因此可以有效应对电磁波污染和电磁波干扰。电磁波进入吸波材料后，还需要在材料中损耗掉，吸波材料按损耗机制可以分为电阻损耗材料、介电损耗材料、磁损耗材料。已知的吸波材料有石墨、碳纤维等碳系吸波材料，有铁氧体等铁系吸波材料，有碳化硅等陶瓷系吸波材料，还有一些手性材料、等离子材料等。在工程应用中，吸波材料可以做成涂层，也可以做成贴片；其中做成贴片加工运输便捷、施工方便、具有柔性、可设计性强，更适合运用在电子产品领域中。

2、然而，现在辐射电磁波的无线设备种类繁多、分布愈加密集，辐射电磁波的频率愈发宽，强度愈发强，对吸波材料提出了吸波频率范围宽(吸波频段宽)、电磁波能量损耗率高的要求。电磁波能量损耗率在业内一般通过“反射损耗”来表征，反射损耗的单位是分贝(db)，吸波材料的反射损耗越小越好，当反射损耗分别小于-10db、-20db、-30db时，分别意味着会有90％、99％、99.9％以上的电磁波能量被吸波材料吸收。采用单种吸波材料往往难以满足吸波频率范围宽、电磁波能量损耗率高的要求，因此现有技术中往往使用多种吸波材料配合使用以增大吸波频率的范围，并增强吸波效果，目前在l～ku波段，也即1ghz～18ghz的低频波段吸波强度较好，但总体依然存在吸波频段窄、电磁波能量损耗率低的问题。

技术实现思路

1、本申请的目的在于克服现有技术的上述不足，提供宽频吸波材料、宽频吸波片及制备方法，以解决现有吸波材料吸波频段窄、电磁波能量损耗率低的技术问题。

2、为了实现上述申请目的，本申请第一方面，提供了一种宽频吸波材料。本申请宽频吸波材料包括阻抗匹配吸波材料、多孔吸波材料和电阻介电损耗吸波材料，多孔吸波材料的孔径为5μm～30μm，孔隙率为50％～70％。

3、本申请宽频吸波材料所含阻抗匹配吸波材料可以降低电磁波入射时的反射率，提高电磁波吸收率；多孔吸波材料可以增大损耗电磁波能量的频段尤其是增加高频损耗，使多孔吸波材料在1ghz～40ghz频段(l～ka波段)都具有电磁波损耗效果，频率范围宽；电阻介电损耗吸波材料可以将吸收的电磁波能量转化为热能，极大提高了电磁波能量损耗率。从而本申请宽频吸波材料具有宽频吸波，高能量损耗率的效果。

4、一些实施例中，多孔吸波材料包括多孔镍、多孔碳、空心玻璃微珠中的至少一种。

5、一些实施例中，电阻介电损耗吸波材料包括石墨、无定型碳、钛酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂中的至少一种。

6、一些实施例中，电阻介电损耗吸波材料在1ghz～40ghz频段的电磁波衰减系数为400～800。

7、一些实施例中，阻抗匹配吸波材料包括三氧化二铝、三氧化二铁、二氧化硅、二氧化钛、碳酸钙中的至少一种。

8、一些实施例中，阻抗匹配吸波材料的电阻率为105ω·m～106ω·m。

9、一些实施例中，阻抗匹配吸波材料在1ghz～40ghz频段的阻抗匹配系数为0.8～1。

10、一些实施例中，阻抗匹配吸波材料、多孔吸波材料和电阻介电损耗吸波材料的质量比为(40～70)：(30～50)：(60～90)。

11、本申请第二方面，提供了一种宽频吸波片。本申请宽频吸波片含有上文本申请宽频吸波材料。

12、本申请宽频吸波片因含有上文本申请宽频吸波材料，因此具有宽频吸波，高能量损耗率的效果。

13、一些实施例中，宽频吸波片包括依次层叠的第一层、第二层和第三层，形成三明治结构，第一层的材料包括上文本申请宽频吸波材料所含的阻抗匹配吸波材料；第二层的材料包括上文本申请宽频吸波材料所含的多孔吸波材料；第三层的材料包括上文本申请宽频吸波材料所含的电阻介电损耗吸波材料。

14、一些实施例中，第一层的厚度为0.3mm～0.5mm。

15、一些实施例中，第二层的厚度为1.0mm～1.5mm。

16、一些实施例中，第三层的厚度为0.5mm～1.0mm。

17、一些实施例中，第一层、第二层和第三层中独立的还含有基材。

18、一些实施例中，阻抗匹配吸波材料占第一层总质量的40wt％～70wt％。

19、一些实施例中，多孔吸波材料占第二层总质量的30wt％～50wt％。

20、一些实施例中，电阻介电损耗吸波材料占第三层总质量的60wt％～90wt％。

21、一些实施例中，基材包括丁晴橡胶、丁苯橡胶、聚氨酯橡胶、三元乙丙橡胶中的至少一种。

22、本申请第三方面，提供了一种宽频吸波片的制备方法。本申请宽频吸波片的制备方法包括如下步骤：

23、将包括阻抗匹配吸波材料、多孔吸波材料和电阻介电损耗吸波材料进行第一混合处理，得到混合物；

24、将混合物进行第一成膜处理，得到宽频吸波片；

25、或

26、将包括阻抗匹配吸波材料、多孔吸波材料和电阻介电损耗吸波材料分别进行第二成膜处理，依次得到第一层、第二层和第三层；

27、将第一层、第二层和第三层依次进行层叠处理，得到宽频吸波片；

28、其中，阻抗匹配吸波材料、多孔吸波材料和电阻介电损耗吸波材料为上文本申请宽频吸波材料所含的阻抗匹配吸波材料、多孔吸波材料和电阻介电损耗吸波材料。

29、本申请宽频吸波片的制备方法制得的宽频吸波片吸波频段宽，电磁波损耗率高，质量稳定可靠，工艺参数可控，一致性好。

技术特征：

1.一种宽频吸波材料，其特征在于：包括阻抗匹配吸波材料、多孔吸波材料和电阻介电损耗吸波材料，所述多孔吸波材料的孔径为5μm～30μm，孔隙率为50％～70％。

2.根据权利要求1所述的宽频吸波材料，其特征在于：所述多孔吸波材料包括多孔镍、多孔碳、空心玻璃微珠中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的宽频吸波材料，其特征在于：所述电阻介电损耗吸波材料包括石墨、无定型碳、钛酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂中的至少一种；和/或

4.根据权利要求1或2所述的宽频吸波材料，其特征在于：所述阻抗匹配吸波材料、多孔吸波材料和电阻介电损耗吸波材料的质量比为(40～70)：(30～50)：(60～90)。

5.一种宽频吸波片，其特征在于：所述宽频吸波片含有权利要求1～4任一项所述的宽频吸波材料。

6.根据权利要求5所述的宽频吸波片，其特征在于：包括依次层叠的第一层、第二层和第三层，形成三明治结构，所述第一层的材料包括权利要求1～4任一项所述宽频吸波材料所含的所述阻抗匹配吸波材料；所述第二层的材料包括权利要求1～4任一项所述宽频吸波材料所含的所述多孔吸波材料；所述第三层的材料包括权利要求1～4任一项所述宽频吸波材料所含的所述电阻介电损耗吸波材料。

7.根据权利要求6所述的宽频吸波片，其特征在于：所述第一层的厚度为0.3mm～0.5mm；和/或

8.根据权利要求6或7所述的宽频吸波片，其特征在于：所述第一层、第二层和第三层中独立的还含有基材，且

9.根据权利要求8所述的宽频吸波片，其特征在于：所述基材包括丁晴橡胶、丁苯橡胶、聚氨酯橡胶、三元乙丙橡胶中的至少一种。

10.一种宽频吸波片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本申请公开了宽频吸波材料、宽频吸波片及制备方法。本申请宽频吸波材料包括阻抗匹配吸波材料、多孔吸波材料和电阻介电损耗吸波材料，所述多孔吸波材料的孔径为5μm～30μm，孔隙率为50％～70％。阻抗匹配吸波材料可以降低反射率，提高电磁波吸收率；多孔吸波材料可以增大损耗电磁波能量的频段尤其是增加高频损耗；电阻介电损耗吸波材料可以提高电磁波能量损耗率，从而本申请宽频吸波材料以及含有宽频吸波材料的宽频吸波片具有宽频吸波、高能量损耗率的效果。宽频吸波片的制备方法包括将三组材料进行第一混合处理，再进行第一成膜处理，或者将三组材料分别进行第二成膜处理，再依次进行层叠处理。

技术研发人员：李立星,杨永健,祝治均,颜铄清
受保护的技术使用者：深圳鹏汇功能材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11