[发明专利]一种吸波材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型人工电磁材料，更具体地说，涉及一种在低频段具有较好吸波性能的吸波材料。

背景技术

随着现代科学技术的发展，电磁波辐射对环境的影响日益增大。在机场，飞机航班因电磁波干扰无法起飞而误点；在医院，移动电话常会干扰各种电子诊疗仪器的正常工作。因此，治理电磁污染，寻找一种能抵挡并削弱电磁波辐射的材料——吸波材料，已成为材料科学的一大课题。

吸波材料是指能够有效吸收入射到它表面的电磁波能量的一类材料，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，前者主要是尖劈形、泡沫形、平板形等，后者由粘结剂、吸收剂复合而成，吸波的能力主要与吸收剂种类有关。

人工电磁材料，是一种能够对电磁波产生响应的新型人工合成材料，由基板和附着在基板上的人造微结构组成。由于人造微结构通常是由导电材料排布成的具有一定几何图案的结构，因此能够对电磁波产生响应，从而使超材料整体体现出不同于基板的电磁特性，例如介电常数ε和磁导率μ不同，根据折射率公式可知，折射率n也不同。人工电磁材料成为吸波材料研究的新方向。通过设计特殊的人造微结构，可以得到能够宽频吸波的材料，而且改变人造微结构的尺寸和形状，就能改变其吸波频段。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，设计一种吸波材料，该吸波材料是在低频段具有较好吸波性能的人工电磁材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种吸波材料，包括至少一个材料片层，每个所述材料片层包括三层基板，所述基板由上而下分别为第一基板、第二基板和第三基板，每层基板包括至少一个基板单元，每个基板单元的上表面附着有金属微结构；在所述第一基板的基板单元的上表面附着的金属微结构为尺寸不全相同的多个空心环形结构，其中尺寸相同的空心环形结构呈圆形阵列排布；在所述第二基板的基板单元的上表面附着的金属微结构为开口环形结构且开口环的两端分别向内旋绕形成两个螺旋结构，所述螺旋结构互不相交；在所述第三基板的基板单元的上表面附着的金属微结构与所述第二基板的基板单元上附着的金属微结构互补。

在本发明的优选实施方式中，所述第一基板的基板单元上的多个空心环形结构由中间向四周其尺寸逐渐变大或逐渐变小。

在本发明的优选实施方式中，所述空心环形结构为圆形环。

在本发明的优选实施方式中，所述空心环形结构为多边形环。

在本发明的优选实施方式中，在所述第二基板的相邻的基板单元上的金属微结构的开口环的开口方向相互垂直。

在本发明的优选实施方式中，所述开口环为矩形开口环，所述开口环的两端向内旋绕形成弯折角为直角的螺旋结构。

在本发明的优选实施方式中，所述开口环为圆形开口环，所述开口环的两端向内旋绕呈圆形螺旋结构；或者所述开口环为椭圆形开口环，所述开口环的两端向内旋绕呈椭圆形螺旋结构。

在本发明的优选实施方式中，所述人造微结构由导电材料制成。

在本发明的优选实施方式中，所述基板为陶瓷材料、FR-4、F4B、树脂基复合材料、铁电材料、铁氧材料、铁磁材料或者环氧玻璃布层压板。

在本发明的优选实施方式中，所述人造微结构由银、铜、ITO、石墨或者碳纳米管制成；所述人造微结构通过蚀刻、电镀、钻刻、光刻、电子刻或离子刻附着于所述基板上。

实施本发明，具有以下有益效果：具有上述结构的吸波材料在低频段具有较好的吸波特性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是实施例中的吸波材料的前视图；

图2是图1中第一基板的上表面附着人造微结构的示意图；

图3是图1中第二基板的上表面附着人造微结构的示意图；

图4是图1中第三基板的上表面附着人造微结构的示意图；

图5是图1中的吸波材料其S₁₁特性仿真示意图。

具体实施方式