CN102956985B - 一种蜂窝增强型超材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种蜂窝增强型超材料，包括一种蜂窝增强型超材料的制备方法。所述蜂窝增强型超材料由多层超材料功能板组合而成，所述超材料功能板包括介质基板以及阵列在介质基板上的多个人造微结构，所述超材料功能板两两之间固定有蜂窝材料层。所述蜂窝增强型超材料的制备方法，包含以下步骤：S1.在介质基板上阵列多个人造微结构，形成超材料功能板；S2.在多个超材料功能板两两之间固定一层蜂窝材料层，形成蜂窝增强型超材料。蜂窝材料层的使用，增强了超材料的机械强度，减小了介质基板材料的损耗，提高了超材料的吸波性能。
Description
【技术领域】
本发明涉及超材料领域，尤其涉及一种蜂窝增强型超材料及其制备方法领域。
【背景技术】
超材料一般由多个超材料功能板层叠或按其他规律阵列组合而成，超材料功能板包括介质基板以及阵列在介质基板上的多个人造微结构，现有超材料的介质基板为均一材质的有机或无机基板，如FR4、TP1等等。阵列在介质基板上的多个人造微结构具有特定的电磁特性，能对电场或磁场产生电磁响应，通过对人造微结构的结构和排列规律进行精确设计和控制，可以使超材料呈现出各种一般材料所不具有的电磁特性，如能汇聚、发散和偏折电磁波等。
蜂窝结构材料起源于仿生学，是应航空航天科技特殊需要发展起来的一种超新型复合材料。这种典型的夹层结构是由上下两层薄板和中间六角形蜂窝状芯材用胶黏剂胶接而成的轻质高强板材。其夹层蜂窝芯结构和面层材料可以采用多种不同材质制作，以满足不同的技术性能要求。它是人类迄今为止所知的最节省材料、强度重量比最大的一种结构性材料，其使用的有效材质仅为被替代实体材料的1～5％。其特点主要有用料省、比强度高、比刚度高、结构稳定性好、可预知均匀的缓冲强度、抗疲劳性好和隔热保温等。在原材料日益短缺的今天，蜂窝增强材料的特点赋予了其极高的使用价值。
现有超材料功能板的制造工艺只是将人造微结构按一定规律阵列在介质基板上，因超材料功能板的介质基板的材质选择范围有限，使得形成的超材料机械强度整体较低，又将人造微结构阵列在介质基板上材料的损耗亦较大，大大降低了超材料的吸波性能。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题：一方面，提供一种简单易行的蜂窝增强型超材料的制备方法，另一方面，提供一种由上述方法制得的蜂窝增强型超材料。
本发明实现发明目的采用的技术方案是，一种蜂窝增强型超材料的制备方法，包括以下步骤：
S1.在介质基板上阵列多个人造微结构，形成超材料功能板；
S2.在多个超材料功能板两两之间采用热压的方法固定一层V型结构的蜂窝材料层，形成蜂窝增强型超材料，从而减小介质基板的损耗。
蜂窝材料层的制备方法包括以下步骤：
S3.以高分子树脂为原料，采用注塑成型的方法制备出片材，
S4.将制备出的片材放入滚压机，形成V型结构的蜂窝材料层。
优选地，在步骤S1中，人造微结构为人造金属铜微结构。
优选地，在步骤S2中，蜂窝材料层的结构为V型结构。
优选地，在步骤S3中，注塑成型的温度控制在150-190℃，注塑成型的时间控制在1-1.5分钟。
优选地，在步骤S4中，滚压机转动速度控制在5-10转/分钟，滚压机温度控制在120-140℃。
优选地，在步骤S1中，通过化学蚀刻、电镀、钻刻、光刻、电子刻或离子刻的方法在超材料功能板的介质基板上阵列多个人造微结构。
优选地，在步骤S2中，超材料功能板的介质基板为有机树脂材料，通过热压的方法在超材料功能板两两之间固定一层蜂窝材料层。
一种蜂窝增强型超材料，由多层超材料功能板组合而成，超材料功能板包括介质基板以及阵列在介质基板上的多个人造微结构，超材料功能板两两之间采用热压的方法固定有蜂窝材料层，所述蜂窝材料层的结构为V型结构，从而减小介质基板的损耗。
与现有技术相比，本发明提供的一种蜂窝增强型超材料的制备方法，主要是将超材料功能板固定在蜂窝材料层上，蜂窝材料层有用料省、比强度高、比刚度高、结构稳定性好、可预知均匀的缓冲强度、抗疲劳性好的特点，同时，本发明也提供了一种制备蜂窝材料层的简单方法，可以很方便的制备复杂的蜂窝材料层，将超材料功能板与蜂窝材料层二者结合使用，可以大大增强超材料的机械强度，减小介质基板的介电常数和损耗，提高了超材料的吸波性能。
【附图说明】
图1为超材料功能板结构图。
图2为蜂窝增强型超材料截面图。
图中，1为超材料功能板、11为介质基板、12为人造微结构、13为蜂窝材料层。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
蜂窝增强型超材料由超材料功能板与蜂窝材料层组成，超材料功能板包括介质基板以及阵列在介质基板上的多个人造微结构，介质基板主要的作用是在机械性能上适应应用环境的需要以固定人造微结构阵列，在选材上可选用陶瓷、高分子材料、铁电材料、铁氧材料、铁磁材料等，根据不同的应用领域可以按需要选择。人造微结构可选择各种金属材料或其它可导电材料，通过设计各个人造微结构的具体结构，可以使人造微结构在整体上呈现出一定的排布规律，进而对电磁波形成某些特殊响应，以达到具体的功能应用。现有的超材料制备工艺复杂耗时，制成的超材料机械强度较低，损耗较大，因此开发一种简单高效的超材料制备方法成为超材料领域亟待解决的技术难题。
实施例1
以高分子树脂作为制备蜂窝材料层的原料，以有机树脂基板作为超材料功能板的介质基板，采用本发明的方法可以很方便的选择热压方式将超材料功能板压合到蜂窝材料层上，其具体制备方法如下：
S1.在有机树脂基板上采用光刻工艺并以图像转移及化学蚀刻的方式阵列多个人造金属铜微结构，形成超材料功能板；
S2采用热压的方法在超材料功能板两两之间固定一层蜂窝材料层，压合温度为140℃，压力为50kg/cm2,压合时间为3分钟，形成蜂窝增强型超材料。
蜂窝材料层的制备方法包括以下步骤：
S3.以环氧树脂为原料，采用注塑成型的方法制备出片材，注塑成型温度为150℃，时间为1分钟；
S4.将制备出的片材放入滚压机，滚压机的滚压齿为三角形，滚压机转动速度为5转/分钟，滚压机温度为130℃，形成V型结构的蜂窝材料层。
本实施例中超材料功能板的结构图可参见图1，此超材料功能板由有机树脂基板11以及阵列在介质基板上的多个人造微结构12组成，可以采用光刻工艺或电镀工艺以图像转移及化学蚀刻的方式将人造微结构12附着到有机树脂基板11上。以高分子树脂为原料，采用注塑成型技术制备出片材，放入滚压机，滚压出蜂窝材料层13，采用热压方的法在超材料功能板1两两之间固定一层蜂窝材料层13，形成蜂窝增强型超材料。通过上述方法制备超材料的工艺简单，制得的蜂窝增强型超材料机械强度高，介电常数较低，损耗较小。应该理解，在步骤S3中，不仅可以采用注塑成型的方法制备出片材，还可采用热压成型的方法制备片材，另外，根据介质基板材料的不同，可以采用与之对应的方式将超材料功能板固定到蜂窝材料层上。
实施例2
有时候，为了使制备蜂窝材料层的原料选择更丰富，制成的蜂窝增强型超材料机械性能更好，可以采用聚酰亚胺为原料制备片材，采用陶瓷材料作为介质基板，制备超材料功能板，具体过程如下：
S1.在陶瓷基板上采用光刻工艺并以图像转移及化学蚀刻的方式阵列多个人造微结构，形成超材料功能板；
S2.通过粘合的方法在所述超材料功能板两两之间固定一层蜂窝材料层，形成蜂窝增强型超材料。
蜂窝材料层的制备方法包括以下步骤：
S3.以聚酰亚胺为原料，采用注塑成型的方法制备出片材，注塑成型温度为185℃，注塑成型时间为1分钟；
S4.将制备出的片材放入滚压机，滚压机的滚压齿为三角形，滚压机转动速度为5转/分钟，滚压机温度为130℃，形成V型结构的蜂窝材料层。
应当理解，在步骤S2中，也可以将超材料功能板以压合的方法固定在蜂窝材料层上，形成蜂窝增强型超材料。
由上述方法制得的蜂窝增强型超材料机械性能很高，损耗较小，应该理解，关于制备蜂窝材料层的原料选择具有很高的灵活性，介质基板材料的选择也具有很大的自由度，相应的，将超材料功能板两两之间固定一层蜂窝材料层的工艺就会有热压、粘合等方法。这种蜂窝增强型超材料的制备方法可以有效减小基板材料的损耗，提高超材料的吸波能力。
在上述实施例中，仅对本发明进行了示范性描述，但是本领域技术人员在阅读本专利申请后可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行各种修改。
Claims (6)
1.一种蜂窝增强型超材料，由多层超材料功能板组合而成，所述超材料功能板包括介质基板以及阵列在介质基板上的多个人造微结构，其特征在于：所述介质基板为有机树脂材料，所述超材料功能板两两之间采用热压的方法固定有一层蜂窝材料层，所述蜂窝材料层的结构为V型结构，所述V型结构为通过滚压齿为三角形的滚压机滚压形成，从而将所述超材料功能板与所述蜂窝材料层相结合以减小介质基板的损耗。
2.根据权利要求1所述的蜂窝增强型超材料，其特征在于，所述人造微结构为人造金属铜微结构。
3.一种蜂窝增强型超材料的制备方法，其特征在于,包括以下步骤：
S1.在介质基板上阵列多个人造微结构，形成超材料功能板，所述超材料功能板的所述介质基板为有机树脂材料；
S2.在多个所述超材料功能板两两之间采用热压的方法固定一层V型结构的蜂窝材料层，形成所述蜂窝增强型超材料，从而将所述超材料功能板与所述蜂窝材料层相结合以减小介质基板的损耗，所述蜂窝材料层的制备方法包括以下步骤：
S3.以高分子树脂为原料，采用注塑成型的方法制备出片材；
S4.将制备出的所述片材放入滚压机，滚压机的滚压齿为三角形，形成所述蜂窝材料层。
4.根据权利要求3所述的蜂窝增强型超材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，注塑成型的温度控制在150-190℃，注塑成型的时间控制在1-1.5分钟。
5.根据权利要求3所述的蜂窝增强型超材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述滚压机转动速度控制在5-10转/分钟，所述滚压机温度控制在120-140℃。
6.根据权利要求3所述的蜂窝增强型超材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，通过化学蚀刻、电镀、钻刻、光刻、电子刻或离子刻的方法在所述超材料功能板的所述介质基板上阵列多个所述人造微结构。
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Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104519726A (zh) * | 2013-09-29 | 2015-04-15 | 深圳光启创新技术有限公司 | 蜂窝芯材、复合吸波材料和蜂窝增强型超材料 |
| CN104253307B (zh) * | 2014-08-22 | 2019-09-24 | 深圳光启尖端技术有限责任公司 | 超材料复合结构及其制造方法 |
| CN109955498A (zh) * | 2017-12-25 | 2019-07-02 | 深圳光启尖端技术有限责任公司 | 一种后边条的制造方法 |
| CN111086301A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-05-01 | 浙江工业大学 | 一种超结构蜂窝复合吸波材料 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2177077Y (zh) * | 1993-10-19 | 1994-09-14 | 四平市木业技术研究所 | 增强型蜂窝纸夹板门 |
| CN2614893Y (zh) * | 2003-01-20 | 2004-05-12 | 冷鹭浩 | 带有塑料蜂窝板的复合板 |
| CN1644367A (zh) * | 2004-01-19 | 2005-07-27 | 冷鹭浩 | 一种覆膜塑料板及其复合板 |
| CN200996187Y (zh) * | 2007-01-16 | 2007-12-26 | 戴人美 | 一种塑坚板 |
| CN201235787Y (zh) * | 2008-07-11 | 2009-05-13 | 王文明 | 一种轿车尾箱用载物垫 |
| CN101700701A (zh) * | 2009-11-19 | 2010-05-05 | 钟保元 | 一种泡沫蜂窝芯的制作方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0237807A (ja) * | 1988-07-27 | 1990-02-07 | Toshiba Corp | 周波数選択板 |
| JPH09156000A (ja) * | 1995-12-04 | 1997-06-17 | Mitsubishi Alum Co Ltd | ハニカム構造体の製造方法 |
| EP1247558A1 (en) * | 2001-04-07 | 2002-10-09 | 3M Innovative Properties Company | A combination filter for filtering fluids |
| JP2004027788A (ja) * | 2002-06-21 | 2004-01-29 | Junsei:Kk | 発泡体充填ハニカム材層に空気空間を持つ吸音パネル構造体 |
| CN100345338C (zh) * | 2005-03-23 | 2007-10-24 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种高精度天线反射面制造方法 |
| FR2891193B1 (fr) * | 2005-09-29 | 2007-10-26 | Airbus France Sas | Procede de reparation traversante de structure composite a trois peaux et deux couches d'ame |
| CN201154564Y (zh) * | 2007-11-21 | 2008-11-26 | 冯伟军 | 蜂窝复合结构材料 |
| CN201660977U (zh) * | 2010-03-26 | 2010-12-01 | 王韬 | 新型真空保温复合板 |
-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2177077Y (zh) * | 1993-10-19 | 1994-09-14 | 四平市木业技术研究所 | 增强型蜂窝纸夹板门 |
| CN2614893Y (zh) * | 2003-01-20 | 2004-05-12 | 冷鹭浩 | 带有塑料蜂窝板的复合板 |
| CN1644367A (zh) * | 2004-01-19 | 2005-07-27 | 冷鹭浩 | 一种覆膜塑料板及其复合板 |
| CN200996187Y (zh) * | 2007-01-16 | 2007-12-26 | 戴人美 | 一种塑坚板 |
| CN201235787Y (zh) * | 2008-07-11 | 2009-05-13 | 王文明 | 一种轿车尾箱用载物垫 |
| CN101700701A (zh) * | 2009-11-19 | 2010-05-05 | 钟保元 | 一种泡沫蜂窝芯的制作方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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Effective date of registration: 20160427 Address after: 518057 Guangdong City, Nanshan District province high tech Zone in the middle of a high tech building, building No. 4, No. 9, building Applicant after: KUANG-CHI CUTTING EDGE TECHNOLOGY Ltd. Address before: 518000 Nanshan District City, Guangdong province high tech Zone in the middle of a high tech building, No. 9 software building Applicant before: KUANG-CHI INSTITUTE OF ADVANCED TECHNOLOGY Applicant before: KUANG-CHI INNOVATIVE TECHNOLOGY Ltd. |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20221026 Address after: 528300 1st Floor, Building 4, Foshan Military and Civilian Integration Industrial Park, No. 68, Defu Road, Xingtan Town, Shunde District, Foshan City, Guangdong Province Patentee after: Foshan Shunde Guangqi Advanced Equipment Co.,Ltd. Patentee after: KUANG-CHI CUTTING EDGE TECHNOLOGY Ltd. Address before: 4 / F, software building, No.9, Gaoxin Middle Road, high tech Zone, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee before: KUANG-CHI CUTTING EDGE TECHNOLOGY Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right |