[发明专利]一种双层异形表面水泥基吸波材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电磁学和材料科学的交叉技术领域，涉及一种双层异形表面水泥基吸波材料及其制备方法。

背景技术

随着现代科学技术尤其是电子工业技术的高速发展，电磁波辐射已成为继噪声污染、大气污染、水污染、固体废物污染之后的又一大公害。电磁波辐射产生的电磁干扰（EMI）不仅会影响各种电子设备的正常运行，而且对人体的中枢神经系统、血液及心血管系统、生殖系统及免疫系统均有不同程度的危害。电磁屏蔽只是把电磁波反射回自由空间，不能从根本上解决电磁污染。随着电磁环境的日益恶化，开发并使用具有电磁防护功能的水泥基吸波材料己显得越来越迫切。目前，水泥基吸波材料的应用已涉及电磁兼容、计算机安全、防电磁辐射及军事等众多领域。

水泥基吸波材料因其能吸收、衰减入射电磁波，并将其电磁能转化成热能而耗散掉，或使电磁波因干涉而消失。因此研究如何使建筑物本身具有电磁波吸收功能，具有实际的意义。随着水泥基吸波材料应用领域的不断扩大，人们对其性能要求也越来越高。

但是，现有技术中，已公开的水泥基吸波材料由于存在密度大、成本高，吸收频段窄以及力学性能差等缺点，尚不能完全满足工程应用的实际需要。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供一种双层异形表面水泥基吸波材料及其制备方法，解决了现有技术中水泥基吸波材料密度大、成本高的技术问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种双层异形表面水泥基吸波材料，所述双层异形表面水泥基吸波材料由以下原料制成：聚苯乙烯泡沫30-60%、粉煤灰0-60%、吸波剂1-12%、膨胀珍珠岩0-50%、页岩陶粒0-50%、微硅粉0-60%、水泥10-30%、余量为水。

优选的，所述双层异形表面水泥基吸波材料分为表面层、底层、金属板，其中，表面层为阻抗匹配层，底层为吸收层。

优选的，所述双层异形表面水泥基吸波材料剖视图中表面层的形状为三角形、正弦曲线形、半圆形、直角凹槽形中的一种。

优选的，所述吸波剂为炭黑、二氧化锰、铁硅粉、镍锌铁氧体中的至少一种。

优选的，所述表面层与底层的厚度比为1：2-2：1。

优选的，所述阻抗匹配层与所述吸收层的成分不同。

优选的，所述聚苯乙烯泡沫为颗粒状，且颗粒的粒径为0.5-3 mm。

一种双层异形表面水泥基吸波材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、称取重量百分比的原料，将水泥与水置入砂浆搅拌机中，配置成水灰比为0.3-0.4的水泥浆体，其中，水分两次加入，先倒入占水总体积2/3的水，待搅拌3-5min倒入剩余量的水，再搅拌3-5 min；

S2、向步骤S1制备的水泥浆体中加入聚苯乙烯泡沫，根据需要加入粉煤灰、膨胀珍珠岩、页岩陶粒中的至少一种或者不加，搅拌4-8min，再加入吸波剂，搅拌4-8min，得到第一混合浆体，再将第一混合浆体注入模具，振动0.5-2min，刮平表面，得到底层；

S3、向步骤S1制备的水泥浆体中加入聚苯乙烯泡沫，根据需要加入粉煤灰、膨胀珍珠岩、页岩陶粒中的至少一种或者不加，搅拌4-8min，再加入吸波剂，搅拌4-8min，得到第二混合浆体；

S4、待步骤S2制得的试样底层初凝后，在其表面倒入步骤S3制得的第二混合浆体，振动0.5-2min，摊平，养护20-30h，利用已制作好的模块置于第二混合浆体上压制出相应的表面形状，脱模，再置于温度为17-23℃的水中养护25-30d，修整成型，即可。

优选的，所述双层异形表面水泥基吸波材料的厚度为10-25 mm。

本发明提供一种双层异形表面水泥基吸波材料及其制备方法，与现有技术相比优点在于：

本发明双层异形表面水泥基吸波材料以水泥为基体，以聚苯乙烯泡沫、粉煤灰为掺合料，并复合适当的吸波剂，利用阻抗匹配理论和传输线理论制备出具有良好电磁波吸收性能的双层异形表面水泥基吸波材料，密度和厚度小，在满足工程应用力学性能要求的同时，1.7-18 GHz范围内小于-10dB的有效吸收带宽在13GHz以上，最小反射率小于-30dB；