CN101087513A - 一种非连续体导电介质吸波平板及制备方法 - Google Patents
一种非连续体导电介质吸波平板及制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101087513A CN101087513A CN 200710012106 CN200710012106A CN101087513A CN 101087513 A CN101087513 A CN 101087513A CN 200710012106 CN200710012106 CN 200710012106 CN 200710012106 A CN200710012106 A CN 200710012106A CN 101087513 A CN101087513 A CN 101087513A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flat plate
- wave
- conducting medium
- preparation
- isolated island
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 title claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 15
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 9
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 7
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 6
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 6
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 5
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 3
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 3
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 2
- 239000011246 composite particle Substances 0.000 claims 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229920000914 Metallic fiber Polymers 0.000 claims 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims 1
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 claims 1
- 229910021392 nanocarbon Inorganic materials 0.000 claims 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 abstract 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 11
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 11
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 6
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 4
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 1
- FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N benzyl N-[2-hydroxy-4-(3-oxomorpholin-4-yl)phenyl]carbamate Chemical compound OC1=C(NC(=O)OCC2=CC=CC=C2)C=CC(=C1)N1CCOCC1=O FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000000805 composite resin Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
Abstract
本发明属于材料科学和电磁场理论的交叉技术领域。涉及到一种非连续体导电介质吸波平板及制备方法。其特征是:将导电填料与聚合物基体制备成复合材料后造粒,形成导电孤岛复合颗粒,在其外表面涂敷一层绝缘透波粘结剂后浇注成非连续体平板复合材料,并在试样的外表面加覆一层玻璃纤维布,起到阻燃作用。本发明的效果和益处是通过导电介质的孤岛化设计,非连续体导电介质吸波平板能有效改善与自由空间的波阻抗匹配,提高其吸收性能并拓宽了有效吸收频段。结构制备简单,成本较低,性能稳定,能广泛应用于电磁兼容领域。
Description
技术领域
本发明属于材料科学和电磁场理论的交叉技术领域,涉及高效宽频非连续体导电介质复合吸波平板的制备技术。特别涉及到一种导电孤岛吸波单元的制备方法。
背景技术
随着对电磁波吸收材料研究的深入以及实际应用的需求,高吸收性能、宽频段、重量轻、体积小等高性能结构型吸波体已成为当前吸波材料的研究重点。平板型吸波材料正是在此背景下受到越来越多的关注。目前,平板吸波体大都采用在环氧树脂、高聚物等基体中添加吸波粉体经过热压或者直接浇注制得。但这种结构对电磁波的吸收具有选择性,有效吸收频段太窄。为了拓宽对电磁波的吸收频段,增强吸波效能,常用的方法往往采用优化改性吸波剂、吸波剂多元复合以及采取多层吸波结构等方法来实现。但是这类吸波结构一方面制备成本较高,另一方面很难做到与自由空间波阻抗的良好匹配,从而限制了平板吸波材料吸波性能的提高和吸波频段的拓宽。
发明内容
本发明目的是提供了一种树脂基非连续体导电介质复合吸波平板的制备方法,采用将导电介质孤岛化设计的关键技术,有效改善了导电介质吸波平板与空气波阻抗的良好匹配,解决了吸波平板吸收频段窄、吸收效能差的缺点。
本发明的技术方案如下:
一.原料的选择与预处理
1.1基体选择
选用ABS树脂、聚乙烯醇等高聚物,要求高聚物具有较高的透波性和粘结能力。
1.2吸收剂的选择和预处理
选用的吸波剂分别具有导电性能和磁性能,对电磁波的吸收实现优势互补,拓宽有效吸收频段,且环境稳定性好,且互不发生化学反应;对选取的吸波剂应进行预处理,达到活化吸波剂的目的,并使其颗粒尺寸控制在纳米级别内。
二.非连续体吸波平板的制备
2.1导电孤岛的制备
将预处理后的不同吸收剂与高聚物基体材料按一定比例混合均匀,然后在塑料挤出机中重复挤出多次,达到吸收剂在基体中的均匀分布。最后在造粒机中造粒,得到导电孤岛颗粒。
2.2吸波平板的制备
将制备好的导电孤岛颗粒用透波良好且粘结性能好的高聚物材料表面包覆后注入模具,常温或者在60~80℃低温下固化成形,最后在平板表面加一层阻燃布,得到非连续体吸波平板。
三.成品性能检测
主要测试材料的反射损耗性能,因为对电磁波的反射损耗性能是衡量吸波材料吸收性能的重要指标。测试采用弓形法在无回波暗室中进行,测试结果用dB值表示。不同规格的吸波平板吸收能力和吸收带宽不同,以炭粉质量含量20%,二氧化猛质量含量20%,且厚度为20mm为例,吸波性能如下表:
f/GHz | 8.0 | 8.4 | 8.8 | 9.2 | 9.6 | 10.0 | 10.4 | 10.8 | 11.2 | 11.6 |
R/-dB | 16.18 | 17.34 | 18.13 | 18.30 | 17.70 | 17.00 | 16.60 | 16.31 | 16.65 | 17.27 |
f/GHz | 12.0 | 12.4 | 12.8 | 13.2 | 13.6 | 14.0 | 14.4 | 14.8 | 15.2 | 15.6 |
R/-dB | 19.08 | 20.40 | 20.96 | 21.00 | 20.31 | 19.10 | 18.60 | 18.30 | 18.23 | 18.60 |
f/GHz | 16.0 | 16.4 | 16.8 | 17.2 | 17.6 | 18.0 | ||||
R/-dB | 19.56 | 20.12 | 21.20 | 22.10 | 22.35 | 22.07 |
本发明的效果和益处是,通过导电介质的孤岛化设计,非连续体吸波平板能有效改善与自由空间的波阻抗匹配,大大提高了平板吸波材料的吸收性能并拓宽了吸波材料的有效吸收频段。除此之外,这种吸波结构制备简单,成本较低,性能稳定,能广泛应用于电磁兼容领域。
具体实施方式
以下结合技术方案详细说明本发明的具体制备方法。
一. 原材料的选择与预处理
选用ABS树脂为基体,聚乙烯醇(PVA)为孤岛颗粒的表面包覆剂以及试样成形的粘结剂;选用炭黑和二氧化猛为吸收剂。
在氩气保护下,在700~800℃下对炭黑进行高温处理1~2h,以达到清除炭黑表面油污和活化炭黑的目的。然后在球磨机中球磨3~5h,使炭粉尺寸在10nm~1000nm之间。二氧化锰采用工业用σ相二氧化锰,粒径在10nm~1000nm之间。
二.非连续体吸波平板的制备
2.1导电孤岛的制备
将经过预处理后的炭黑和二氧化猛与ABS树脂按一定比例混合均匀,炭黑、二氧化猛以及ABS树脂的质量比为1∶1∶3。然后将混合好的料加入到塑料挤出机中重复挤出三次,达到吸收剂在基体中的均匀分布。最后在造粒机中造粒,得到导电孤岛颗粒。颗粒形状为直径2~3mm,高度3~5mm的圆柱体。
2.2吸波平板的制备
在PVA中加入一定量水后在水浴中加热,不停搅拌直到成为粘稠状。将制好粘结剂与孤岛颗粒以1∶4均匀混合,直到孤岛颗粒表面均匀分布一层PVA粘结剂,然后注入事先做好的模具中,模具截面大小为200mm×200mm,厚度为20mm。最后在试样表面加一层玻璃纤维布,以达到试样阻燃的目的。将制备好的试样放入60℃恒温烘箱里烘烤6h,得到非连续体吸波平板。
三.成品性能检测
吸波性能的测试如下表,其高于-15dB损耗性能的有效吸收带宽达10GHz,在17.6GHz处达到最大吸收峰值-22.35dB。
f/GHz | 8.0 | 8.4 | 8.8 | 9.2 | 9.6 | 10.0 | 10.4 | 10.8 | 11.2 | 11.6 |
R/-dB | 16.18 | 17.34 | 18.13 | 18.30 | 17.70 | 17.00 | 16.60 | 16.31 | 16.65 | 17.27 |
f/GHz | 12.0 | 12.4 | 12.8 | 13.2 | 13.6 | 14.0 | 14.4 | 14.8 | 15.2 | 15.6 |
R/-dB | 19.08 | 20.40 | 20.96 | 21.00 | 20.31 | 19.10 | 18.60 | 18.30 | 18.23 | 18.60 |
f/GHz | 16.0 | 16.4 | 16.8 | 17.2 | 17.6 | 18.0 | ||||
R/-dB | 19.56 | 20.12 | 21.20 | 22.10 | 22.35 | 22.07 |
Claims (3)
1.一种非连续体导电介质吸波平板及制备方法,其特征是:将导电填料与聚合物基体制备成复合材料后造粒,形成导电孤岛复合颗粒,在其外表面涂敷一层绝缘透波粘结剂后浇注成非连续体平板复合材料,并在试样的外表面加覆一层玻璃纤维布。
2.根据权利要求1所述的一种非连续体导电介质吸波平板及制备方法,其特征包括:
导电孤岛复合颗粒的填料采用纳米炭黑、纳米二氧化猛、金属粉和金属纤维中的一种或两种以上的组合;基体材料采用ABS或聚乙烯;粘结剂采用聚乙烯醇或环氧树脂;阻燃布采用玻璃纤维布。
3.根据权利要求1所述的一种非连续体导电介质吸波平板及制备方法,其特征还包括:
导电孤岛复合颗粒的形貌包括球状、圆柱状、条状或片状;颗粒中填料的质量含量为:炭黑2%~30%,二氧化锰或金属粉10%~70%。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 200710012106 CN101087513A (zh) | 2007-07-11 | 2007-07-11 | 一种非连续体导电介质吸波平板及制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 200710012106 CN101087513A (zh) | 2007-07-11 | 2007-07-11 | 一种非连续体导电介质吸波平板及制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101087513A true CN101087513A (zh) | 2007-12-12 |
Family
ID=38938195
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 200710012106 Pending CN101087513A (zh) | 2007-07-11 | 2007-07-11 | 一种非连续体导电介质吸波平板及制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101087513A (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101384159B (zh) * | 2008-05-16 | 2010-12-08 | 北京工业大学 | 表面贴覆屏蔽布电磁兼容木基复合材料及其制备方法 |
CN102168477A (zh) * | 2011-03-23 | 2011-08-31 | 大连理工大学 | 用于电磁防护的吸波吊顶及其制备方法 |
CN101434134B (zh) * | 2008-12-24 | 2012-05-30 | 北京化工大学 | 一种宽频带多层结构吸波复合材料及其制备方法 |
CN103474741A (zh) * | 2013-09-06 | 2013-12-25 | 中国电子科技集团公司第三十九研究所 | 环焦天线副面介质支撑罩及其制备方法 |
-
2007
- 2007-07-11 CN CN 200710012106 patent/CN101087513A/zh active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101384159B (zh) * | 2008-05-16 | 2010-12-08 | 北京工业大学 | 表面贴覆屏蔽布电磁兼容木基复合材料及其制备方法 |
CN101434134B (zh) * | 2008-12-24 | 2012-05-30 | 北京化工大学 | 一种宽频带多层结构吸波复合材料及其制备方法 |
CN102168477A (zh) * | 2011-03-23 | 2011-08-31 | 大连理工大学 | 用于电磁防护的吸波吊顶及其制备方法 |
CN103474741A (zh) * | 2013-09-06 | 2013-12-25 | 中国电子科技集团公司第三十九研究所 | 环焦天线副面介质支撑罩及其制备方法 |
CN103474741B (zh) * | 2013-09-06 | 2015-09-16 | 中国电子科技集团公司第三十九研究所 | 环焦天线副面介质支撑罩及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Mei et al. | An ultra-thin carbon-fabric/graphene/poly (vinylidene fluoride) film for enhanced electromagnetic interference shielding | |
Duan et al. | Constructing 3D carbon-metal hybrid conductive network in polymer for ultra-efficient electromagnetic interference shielding | |
Pawar et al. | High performance electromagnetic wave absorbers derived from PC/SAN blends containing multiwall carbon nanotubes and Fe 3 O 4 decorated onto graphene oxide sheets | |
Sun et al. | Reprint of Graphene foam/carbon nanotube/poly (dimethyl siloxane) composites for exceptional microwave shielding | |
CN105647468A (zh) | 一种基于石墨烯的吸波材料及其制备方法 | |
Zong et al. | Dual-functional carbonized loofah@ GNSs-CNTs reinforced by cyanate ester composite with highly efficient electromagnetic interference shielding and thermal management | |
CN101041281A (zh) | 一种树脂基双层复合材料吸波平板及其制备方法 | |
Ren et al. | Microwave absorption properties of double-layer absorber based on carbonyl iron/barium hexaferrite composites | |
Xu et al. | Effects of multi-walled carbon nanotubes on the electromagnetic absorbing characteristics of composites filled with carbonyl iron particles | |
Yang et al. | Promising PVDF-CNT-Graphene-NiCo chains composite films with excellent electromagnetic interference shielding performance | |
CN101072493A (zh) | 一种屏蔽宽频电磁波的聚乙烯复合膜及其制备方法 | |
Farhan et al. | Carbon foam decorated with silver particles and in situ grown nanowires for effective electromagnetic interference shielding | |
CN111925630B (zh) | 高强电磁屏蔽及导热pbt/pet纳米复合材料及制备方法 | |
CN101085842A (zh) | 新型电磁屏蔽塑料母粒和复合塑料的制备方法 | |
CN102775705A (zh) | 一种聚合物基复合材料及其制备方法 | |
CN101087513A (zh) | 一种非连续体导电介质吸波平板及制备方法 | |
CN106273927A (zh) | 一种外场测试用的低散射覆盖物及其制备方法 | |
Xiao et al. | Constructing a two-layer oblique honeycomb sandwich structure by LCD 3D printing for efficient electromagnetic wave absorbing | |
CN108092006B (zh) | 层状宽带雷达吸波片及其制备方法 | |
Zheng et al. | From waste to wealth: Crumb rubber@ carbon nanotube/Fe3O4 composites towards highly effective electromagnetic microwave absorption with wide bandwidth | |
CN112812660A (zh) | 一种具有高热导率和高吸波性能的涂料及其制备方法 | |
CN103887033A (zh) | 一种用于电磁波吸收活性炭的制备方法 | |
CN110527491A (zh) | 一种电磁波吸收和热传导复合材料及其制备方法 | |
Deeraj et al. | EMI shielding materials based on thermosetting polymers | |
Ma et al. | Lightweight and high-strength GMT/PEFP/GNP composites with absorb-dominated electromagnetic interference shielding property |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20071212 |