專利名稱：以活性炭氈為吸收劑的電路模擬吸波材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以活性炭氈為吸收劑的電路模擬吸波材料及其制備方法，屬于電路模擬吸波材料技術(shù)。
背景技術(shù)：
電路模擬吸波材料，又稱頻率選擇表面(Frequency Selective Surface)，是將周期性排列的薄金屬柵或薄金屬貼片添加入吸波結(jié)構(gòu)中，來改變材料的反射特性。薄金屬柵或薄金屬貼片的形狀主要可以分為以下幾種(1)中心連接的、或N極子，如偶極子、三極子、十字型等；(2)環(huán)形，如圓環(huán)、矩形環(huán)和六角形環(huán)等；(3)不同形狀的貼片；(4)上述圖形的組合。頻率選擇表面的工作原理是當(dāng)入射波頻率在貼片或孔徑單元的諧振頻率上時(shí)，F(xiàn)SS就表現(xiàn)出反射和傳輸特性。頻率選擇表面廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究和商業(yè)領(lǐng)域。用在微波爐上，開孔金屬屏完全反射2.45GHz的微波能量，并允許光透過(可透過微波爐看到里面的食物)；在GHz范圍可用作濾波器、金屬雷達(dá)罩、雙工器等；在THz范圍可用作偏振器、分光鏡、激光輸出耦合器、天線共用器、激光腔鏡、法布里-珀羅干涉儀和濾波器等。至于FSS用于隱身技術(shù)領(lǐng)域，有國外學(xué)者做過研究，如Yanan Sha，K.A.Jose等人將FSS制備到了碳纖維合成物中，對于不同的制備樣品進(jìn)行了測試，并與沒有加載FSS的樣品進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)加載了FSS的某些樣品有著特殊的反射特性，其反射頻段轉(zhuǎn)移到了其他頻率范圍，使發(fā)射功率得到了有效的衰減。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種以活性炭氈為吸收劑的電路模擬吸波材料及其制備方法。該電路模擬吸波材料吸波性能優(yōu)良，制備方法簡單。
本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的。以玻璃纖維布及環(huán)氧樹脂為電磁匹配層，以鋁箔為反射層，在兩層之間通過環(huán)氧樹脂膠粘吸波層構(gòu)成電路模擬吸波材料，其特征在于吸波層為活性炭氈的不同形狀單元體周期結(jié)構(gòu)。
上述的活性炭氈形狀單元體為矩形、等“十”字形、正方形、正三角形、環(huán)正方形或迷宮正方形。
上述的電路模擬吸波材料的制備方法，其特征在于包括以下過程在60～80℃將E-44(6101)型環(huán)氧樹脂和203#低分子聚酰胺按質(zhì)量比1∶1～2∶1混合均勻配制成粘接劑備用，在模具底部平鋪一層鋁箔和一層S-玻璃纖維布，澆入部分粘接劑，使其完全浸潤玻璃纖維布，然后，在其上放置活性炭氈單元體周期結(jié)構(gòu)，再澆入粘接劑，待完全浸潤活性炭氈單元體周期結(jié)構(gòu)，在其上再鋪一層玻璃纖維布，使其完全被粘接劑浸潤。最后，鋪上脫模紙和合上上模，預(yù)固化20min，然后，在溫度60～80℃和壓力10～15MPa，固化2～3h。制得以活性炭氈為吸收劑的電路模擬吸波材料。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于原材料價(jià)廉、制備方法簡單；所制得電路模擬吸波材料的吸波性能優(yōu)良，該吸波材料在8～18GHz頻段有效衰減電磁波-10dB以上，最大吸收峰可達(dá)-30dB。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例之一，矩形單元周期結(jié)構(gòu)活性炭氈吸波層示意圖；黑色部分為活性碳?xì)?，白色長方形部分為在碳?xì)稚祥_的矩形孔；圖2為本發(fā)明實(shí)施例之二，等“十”字形單元周期結(jié)構(gòu)活性炭氈吸波層示意圖；圖中，黑色部分為活性碳?xì)郑咨糠譃樵谔細(xì)稚祥_的“十”字型孔；圖3為本發(fā)明實(shí)施例之三，正三角形單元周期結(jié)構(gòu)活性炭氈吸波層示意圖；黑色部分為活性碳?xì)?，白色部分為在碳?xì)稚祥_的“正三角形”孔；圖4為正三角形單元周期結(jié)構(gòu)活性炭氈吸波層示意圖，黑色部分為正三角形的活性碳?xì)仲N片。白色部分為空白；圖5為本發(fā)明實(shí)施例之四，正方形單元周期結(jié)構(gòu)活性炭氈吸波層示意圖；黑色部分為活性碳?xì)?，白色部分為在碳?xì)稚祥_的“正方形”孔；圖6為本發(fā)明實(shí)施例之四，正方形單元周期結(jié)構(gòu)活性炭氈吸波層示意圖，黑色部分為正方形的活性碳?xì)仲N片；圖7為本發(fā)明實(shí)施例之五，環(huán)正方形單元周期結(jié)構(gòu)活性炭氈吸波層示意圖；圖中，黑色部分為活性碳?xì)?，白色部分為在碳?xì)稚祥_的孔；圖8為本發(fā)明實(shí)施例之六，迷宮正方形單元周期結(jié)構(gòu)活性炭氈吸波層示意圖。圖中，黑色部分為活性碳?xì)謼l。
圖9為實(shí)例1制得吸波材料的反射衰減曲線；圖10為實(shí)例2制得吸波材料的反射衰減曲線圖11為實(shí)例3制得吸波材料的反射衰減曲線圖12為實(shí)例3制得吸波材料的反射衰減曲線圖13為實(shí)例4制得吸波材料的反射衰減曲線圖14為實(shí)例4制得吸波材料的反射衰減曲線圖15為實(shí)例5制得吸波材料的反射衰減曲線圖16為實(shí)例6制得吸波材料的反射衰減曲線具體實(shí)施方式
例1.活性炭氈矩形單元周期結(jié)構(gòu)(1)固定L＝32mm，x＝4mm，改變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)選某一L/W值，固定L＝32mm，改變x值a.x＝10mm；b.x＝8mm；c.x＝6mm；(3)選某一L/W值和x值，改變L值a.L＝24mm；b.L＝18mm；c.L＝12mm；通過改變參數(shù)L/W、L和x的值，可以獲得較好的吸波效果，如圖9所示，就是當(dāng)L/W＝2，L＝24mm，x＝6mm時(shí)，活性碳?xì)?環(huán)氧樹脂材料的反射衰減曲線。
例2.活性炭氈等“十”形單元周期結(jié)構(gòu)(1)固定L＝32mm，c＝4mm，改變W值a.W＝4mm；b.W＝6mm；c.W＝8mm；d.W＝12mm；(2)固定L＝32mm，選W＝8mm，改變c值a.c＝6mm；b.c＝8mm；c＝10mm；(3)固定W＝8mm，c＝6mm，改變L值a.L＝24mm；b.L＝16mm；c.L＝8mm；通過改變參數(shù)W、L和x的值，可以獲得較好的吸波效果，如圖10所示，就是當(dāng)W＝8mm，L＝16mm，c＝6mm時(shí)，活性碳?xì)?環(huán)氧樹脂材料的反射衰減曲線。
例3、活性炭氈正方形單元周期結(jié)構(gòu)(1)固定b＝5mm，改變a/b的值a/b＝3；a/b＝2；a/b＝1.4；(2)固定a/b＝3，改變b的值b＝7mm；b＝5mm；b＝3mm；通過改變參數(shù)a/b、b的值，可獲得較好的吸波效果。如圖11，12所示，就是當(dāng)b＝5mm，a/b＝1.4時(shí)，活性碳?xì)?環(huán)氧樹脂材料的反射衰減曲線。其中，圖11是開孔型試樣的反射衰減曲線(對應(yīng)于圖5)，圖12是貼片型試樣的反射衰減曲線(對應(yīng)于圖6)。
例4、性炭氈正三角形單元周期結(jié)構(gòu)(1)固定c＝5mm，改變a/c的值a/c＝2；a/c＝3；a/c＝4；(2)固定a＝15mm，改變a/c的值a/c＝5；a/c＝3；a/c＝15/7；a/c＝3/2；通過改變a/c、c的值，可獲得較好的吸波效果。如圖13所示，就是當(dāng)a＝15mm，a/c＝5時(shí)，開孔型活性碳?xì)?環(huán)氧樹脂材料(對應(yīng)于圖3)的反射衰減曲線；如圖14所示，就是當(dāng)a＝10mm，a/c＝2時(shí)，貼片型活性碳?xì)?環(huán)氧樹脂材料(對應(yīng)于圖4)的反射衰減曲線。
例5、活性炭氈環(huán)正方形單元周期結(jié)構(gòu)固定D1＝80mm，D2＝40mm，改變W的值，W＝8mm；W＝10mm；W＝12mm；W＝15mm；圖15所示為W取不同值時(shí)，材料的電磁波反射衰減曲線。
例6、活性炭氈迷宮正方形單元周期結(jié)構(gòu)固定活性炭氈條寬度為5mm，碳?xì)謼l間間隙為5mm。材料的反射衰減曲線見圖16。
權(quán)利要求
1.一種以活性炭氈為吸收劑的電路模擬吸波材料，該材料以玻璃纖維布及環(huán)氧樹脂為電磁匹配層，以鋁箔為反射層，并在兩層之間通過環(huán)氧樹脂膠粘吸波層構(gòu)成，其特征在于吸波層為活性炭氈的不同形狀單元體周期結(jié)構(gòu)。
2.按權(quán)利要求1所述的以活性炭氈為吸收劑的電路模擬吸波材料，其特征在于活性炭氈形狀單元體為矩形、等“十”字形、正方形、正三角形、環(huán)正方形或迷宮正方形。
3.一種以活性炭氈為吸收劑的電路模擬吸波材料的制備方法，其特征在于包括以下過程在60～80℃將E-44型環(huán)氧樹脂和203#低分子聚酰胺按質(zhì)量比1∶1～2∶1混合均勻配制成粘接劑備用，在模具底部平鋪一層鋁箔和一層S-玻璃纖維布，澆入部分粘接劑，使其完全浸潤玻璃纖維布，然后，在其上放置活性炭氈單元體周期結(jié)構(gòu)，再澆入粘接劑，待完全浸潤活性炭氈單元體周期結(jié)構(gòu)，在其上再鋪一層玻璃纖維布，使其完全被粘接劑浸潤，最后鋪上脫模紙和合上上模，預(yù)固化20min，然后在溫度60～80℃和壓力10～15MPa，固化2～3h，制得以活性炭氈為吸收劑的電路模擬吸波材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以活性炭氈為吸收劑的電路模擬吸波材料及其制備方法，屬于電路模擬吸波材料技術(shù)。所述的吸波材料以玻璃纖維布及環(huán)氧樹脂為電磁匹配層，以鋁箔為反射層，在兩層之間通過環(huán)氧樹脂膠粘活性炭氈的不同形狀單元體周期結(jié)構(gòu)。該方法包括以下過程環(huán)氧樹脂和聚酰胺配制成粘接劑，在模具底部平鋪一層鋁箔和一層S－玻璃纖維布，澆入粘接劑，然后，在其上放置活性炭氈單元體周期結(jié)構(gòu)，再澆入粘接劑，全浸潤活性炭氈單元體周期結(jié)構(gòu)，在其上再鋪一層玻璃纖維布，完全浸潤后，鋪上脫模紙和合上上模，經(jīng)預(yù)固化和固化后，制得電路模擬吸波材料。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于原材料價(jià)廉、制備方法簡單；所制得電路模擬吸波材料的吸波性能優(yōu)良。
文檔編號G12B17/00GK1599551SQ20041002038
公開日2005年3月23日 申請日期2004年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月30日
發(fā)明者趙乃勤, 李家俊, 鄭長進(jìn), 郭偉凱, 李寶銀, 郭新權(quán) 申請人:天津大學(xué)