一种含碳纳米管薄膜周期结构超材料制备方法与流程

本发明属于碳纳米管，具体的说是一种含碳纳米管薄膜周期结构超材料制备方法。

背景技术：

1、随着科学技术发展，电磁波辐射对环境的影响日益增大，电磁波会干扰航空航天、医学诊疗机器、移动电话等精密设备的正常运行，而吸波材料则能够吸收或者大幅减弱其表面接收到的电磁波能量，从而减少电磁波的干扰的一类材料。

2、铝金属作为一种优秀的导热材料，具有高导热性和电导性能，被广泛应用于电子散热领域，目前的技术方案主要将铝金属制备成周期结构，然后粘贴在磁性吸波涂层上即可。然而，首先金属中大量的自由电子与电磁波发生共振，局限于特定频段，进而使金属铝周期结构吸波平带较窄，难以拓宽；其次，一些介质材料在特定频率范围内表现良好的吸波性能，但通常情况下非常有限，介电常数在频率上可能表现出较大的变化，因此选择单一介质层可能会限制吸收频带的宽度，若要创建复合吸波材料，需要更多的步骤和更高的制备技术，导致成本增加。

3、本领域人员研究发现，尝试采用不同导电材料、不同制备方式、不同介质材料、不同层结构等方法可以设计出满足单频、多频甚至宽频吸波性能的吸波材料，例如：电阻模型超材料、可调型超材料、多层结构超材料以及柔性超材料等，但是目前为止这些超材料的制备都不能同时具备制备成本低、工艺简单和性能优越的特点。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提出的一种含碳纳米管薄膜周期结构超材料制备方法。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种含碳纳米管薄膜周期结构超材料制备方法，包括以下步骤：

3、s1：首先制备具有周期结构的碳纳米管薄膜；

4、s2：利用工作台在吸波涂层表面均匀涂抹粘附剂，并形成薄而均匀的涂层；

5、s3：将制备好的碳纳米管薄膜放置在涂抹有粘附剂的吸波涂层表面，得到复合材料；

6、s4：利用工作台将复合材料进行干燥和固化，制得含碳纳米管薄膜周期结构的吸波超材料。

7、优选的，所述s1中具有周期结构的碳纳米管薄膜采用多孔模板制备。

8、优选的，所述s1中具有周期结构的碳纳米管薄膜采用化学气相淀积法制备。

9、优选的，所述工作台中部转动连接有转盘；所述转盘上放置有吸波涂层；所述工作台上表面四边滑动连接有对称布置的滑杆；所述滑杆上端固接有固定块；所述固定块上滑动连接有压杆；所述压杆内侧端部下方固接有压块；所述压杆上开设有调节组件，且调节组件用于调节压杆端部的位置；所述滑杆底部均固接有受压板；所述工作台底部中心设置有伸缩气缸；所述伸缩气缸输出端固接有与受压板一一对应的连接杆；所述连接杆对应于受压板的位置固接有固定环，且固定环在受压板上滑动连接；所述滑杆对应于工作台上表面与固定块之间的位置均套设有弹簧；所述工作台下表面四角固接有支腿。

10、优选的，所述调节组件包括贯穿压杆侧壁的第一滑槽；所述压杆上对应于第一滑槽的位置开设有大于第一滑槽的第二滑槽；所述固定块上靠近第二滑槽的一侧开设有钉孔；所述钉孔内设置有顶丝；所述固定块远离顶丝的一端固接有铰接杆，且铰接杆位于第一滑槽内部。

11、优选的，所述压杆上表面为凸起的弧形；所述压杆远离压块的一端开设有凹槽；所述凹槽内设置有配重块。

12、优选的，所述转盘内部设置有加热片；所述转盘侧壁固接有与加热片电性连接的正负极铜环；所述工作台对应于铜环的位置固接有配电环，且铜环与互相对应的配电环表面贴合。

13、优选的，所述工作台上表面对应于弹簧的位置开设有环形槽，且弹簧低端位于环形槽底部。

14、本发明的有益效果是：

15、1.本发明提供一种含碳纳米管薄膜周期结构超材料制备方法，首先在制备具有周期结构的碳纳米管薄膜时分为两种方法，第一可以利用具有微米或纳米尺度空隙的模板，将碳纳米管溶液滴在上面，然后通过热解的方法控制碳纳米管的排列，以达到制备具有周期结构碳纳米管薄膜的目的；第二可以采用cvd法及化学气相淀积法制备，通过控制底座表面的催化剂和生长条件进行控制碳纳米管的定向生长方向，以求达到制备具有周期结构的碳纳米管薄膜，然后将吸波涂层放置在转盘上，确定好位置后，通过伸缩电机、连接杆、受压板以及固定环的配合，将各个滑杆同步向下移动，进而使压杆及压杆上的压块对吸波涂层进行定位，然后配合转盘旋转手动将粘附剂均匀涂抹在吸波涂层的表面，并形成一层薄而均匀的涂层，此时再将制备好的具有周期结构的碳纳米管薄膜放置在吸波涂层上方，利用黏附剂将吸波涂层与碳纳米管薄膜的表面紧密接触连接，然后再对形成的复合材料进行加温干燥，使其发生固化，完全成为一体，制得含碳纳米管薄膜周期结构的吸波超材料，由于碳纳米管是轻量而强度高的材料，相对于传统金属周期结构，它们具有更低的密度和更高的强度，这使得周期结构中的碳纳米管薄膜在要求低重量和高强度的应用中非常有优势。

16、2.本发明提供一种含碳纳米管薄膜周期结构超材料制备方法，通过手动将压杆在固定块上滑动，以达到调节压块的位置，然后通过旋转蝶形顶丝，使顶丝对压杆进行紧固，以求达到固定压杆的位置，进而达到调节各个压块之间的位置，实现对不同大小的吸波涂层进行固定的目的，方便将粘附剂均匀涂抹在吸波涂层上；同时为了方便后续对其进行加热干燥，并使其固化为一体，在具体使用时还可以松开顶丝，将压杆围绕铰接杆旋转，将压杆的上表面压在制得的复合材料上，使其固定，并将复合材料贴合在转盘表面，避免外部因素干扰。

技术特征：

1.一种含碳纳米管薄膜周期结构超材料制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种含碳纳米管薄膜周期结构超材料制备方法，其特征在于：所述s1中具有周期结构的碳纳米管薄膜采用多孔模板制备。

3.根据权利要求2所述的一种含碳纳米管薄膜周期结构超材料制备方法，其特征在于：所述s1中具有周期结构的碳纳米管薄膜采用化学气相淀积法制备。

4.根据权利要求3所述的一种含碳纳米管薄膜周期结构超材料制备方法，其特征在于：所述工作台(1)中部转动连接有转盘(2)；所述转盘(2)上放置有吸波涂层(3)；所述工作台(1)上表面四边滑动连接有对称布置的滑杆(4)；所述滑杆(4)上端固接有固定块(5)；所述固定块(5)上滑动连接有压杆(6)；所述压杆(6)内侧端部下方固接有压块(7)；所述压杆(6)上开设有调节组件，且调节组件用于调节压杆(6)端部的位置；所述滑杆(4)底部均固接有受压板(11)；所述工作台(1)底部中心设置有伸缩气缸(8)；所述伸缩气缸(8)输出端固接有与受压板(11)一一对应的连接杆(9)；所述连接杆(9)对应于受压板(11)的位置固接有固定环(10)，且固定环(10)在受压板(11)上滑动连接；所述滑杆(4)对应于工作台(1)上表面与固定块(5)之间的位置均套设有弹簧(12)；所述工作台(1)下表面四角固接有支腿(14)。

5.根据权利要求4所述的一种含碳纳米管薄膜周期结构超材料制备方法，其特征在于：所述调节组件包括贯穿压杆(6)侧壁的第一滑槽(61)；所述压杆(6)上对应于第一滑槽(61)的位置开设有大于第一滑槽(61)的第二滑槽(62)；所述固定块(5)上靠近第二滑槽(62)的一侧开设有钉孔(63)；所述钉孔(63)内设置有顶丝(64)；所述固定块(5)远离顶丝(64)的一端固接有铰接杆(65)，且铰接杆(65)位于第一滑槽(61)内部。

6.根据权利要求5所述的一种含碳纳米管薄膜周期结构超材料制备方法，其特征在于：所述压杆(6)上表面为凸起的弧形；所述压杆(6)远离压块(7)的一端开设有凹槽(15)；所述凹槽(15)内设置有配重块(16)。

7.根据权利要求6所述的一种含碳纳米管薄膜周期结构超材料制备方法，其特征在于：所述转盘(2)内部设置有加热片；所述转盘(2)侧壁固接有与加热片电性连接的正负极铜环(21)；所述工作台(1)对应于铜环(21)的位置固接有配电环(22)，且铜环(21)与互相对应的配电环(22)表面贴合。

8.根据权利要求7所述的一种含碳纳米管薄膜周期结构超材料制备方法，其特征在于：所述工作台(1)上表面对应于弹簧(12)的位置开设有环形槽(13)，且弹簧(12)低端位于环形槽(13)底部。

技术总结
本发明属于碳纳米管技术领域，具体的说是一种含碳纳米管薄膜周期结构超材料制备方法，包括以下步骤：首先制备具有周期结构的碳纳米管薄膜；利用工作台在吸波涂层表面均匀涂抹粘附剂，并形成薄而均匀的涂层；将制备好的碳纳米管薄膜放置在涂抹有粘附剂的吸波涂层表面，得到复合材料；利用工作台将复合材料进行干燥和固化，制得含碳纳米管薄膜周期结构的吸波超材料；将碳纳米管薄膜制备成周期结构可为吸波材料提供一系列有利特性，包括轻质、宽频谱吸波、调控性、高温稳定性、耐腐蚀性和电磁透明性等，这使得它们在各种电磁波控制和吸波应用中具有广泛的应用潜力。

技术研发人员：赵栋,董金勇,黄怡芳
受保护的技术使用者：芯鸿光（苏州）纳米新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22