CN102480038B - 一种复合材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种复合材料的制备方法，该方法包括：在第一基板上成型出预设阵列的半球形凹槽；在第一基板的半球形凹槽中填充预置的球形介电材料，球形介电材料的直径与所填充的半球形凹槽的直径相同；在第二基板上成型出与第一基板相同的半球形凹槽；将第二基板与第一基板进行拼接，使球形介电材料内嵌到第一基板与第二基板拼接所得的球形空腔中，获得复合材料。本发明通过在基材中填充球形介电材料制备复合材料，能够实现各向同性，工艺流程简单。
Description
【技术领域】
本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种复合材料的制备方法。
【背景技术】
目前常用的材料是建立在对天然材料原有性质的改进和提高上，但随着材料设计和制备水平的不断提高，对天然材料各种性质和功能的进一步改进的空间越来越小。基于这种现状，一些具有天然材料所不具备的超常物理性质的复合材料产生，例如超材料。人们可以通过对材料各种层次的结构和关键物理尺度进行调制从而实现各种物理特性，获得自然界中在该层次或尺度上有序、无序、或者无结构的材料所不具备的物理性质。
现有技术中，人造复合材料的制备主要采用以下方式：在基板上打立方体的孔，然后在孔中填充所需介电常数的材料来实现。但是在对现有技术的研究和实践过程中，发明人发现现有技术制备的超材料，能实现各向异性，但是不能实现各向同性。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是提供一种复合材料的制备方法，能够实现各向同性，工艺流程简单。
为解决上述技术问题，本发明一实施例提供了一种复合材料的制备方法，该方法包括：
在第一基板上成型出预设阵列的半球形凹槽；
在第一基板的半球形凹槽中填充预置的球形介电材料，球形介电材料的直径与所填充的半球形凹槽的直径相同；
在第二基板上成型出与第一基板相同的半球形凹槽；
将第二基板与第一基板进行拼接，使球形介电材料内嵌到第一基板与第二基板拼接所得的球形空腔中，获得以球形介电材料为微结构的复合材料。
与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：通过在两块基板上成型出预设阵列的半球型凹槽，当两块基板进行拼接时可获得球形空腔，将直径与所填充空腔直径相同的球形介电材料内嵌到球形空腔中，从而得到以球形空腔形状为微结构的复合材料，制备简单，并且由于微结构是球形的，因此可实现各向同性。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例提供的复合材料的制备状态图；
图2是本发明实施例一提供的一种复合材料的制备方法流程图；
图3是本发明实施例二提供的一种复合材料的制备方法流程图；
图4是本发明实施例三提供的一种复合材料的制备方法流程图。
【具体实施方式】
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
首先，为了本领域的技术人员能够更清楚的了解本发明的技术方案，下面结合图1对本发明的技术方案进行简要介绍。
参见图1，为本发明实施例提供的复合材料的制备状态图，包括：
在第一基板上成型出预设阵列的半球形凹槽后所示的状态图11；在第一极板的半球形凹槽中填充预置的球形介电材料后所示的状态图12；在第二基板上成型出与第一基板相同的半球形凹槽后所示的状态图13；将第二基板与第一基板进行拼接，使球形介电材料内嵌到第一基板与第二基板拼接所得的球形空腔中，获得以球形介电材料为微结构的复合材料后所示的状态图14。
以上可以看出，本发明实施例制备的复合材料以第一基板与第二基板为基材，在基材中嵌入了球形介电材料，由于球形介电材料的介电常数与基材的介电常数不同，因此球形介电材料可以看作在其材上形成的微结构。在具体的实施过程中，可根据所需的电磁特性，选择球形介电材料的尺寸及材料的种类，制备简单，并且由于微结构的形状是球形的，因此可实现各向同性。
实施例一、
参见图2，是本发明实施例一提供的一种复合材料的制备方法流程图，该制备方法包括：
S21：在第一基板上成型出预设阵列的半球形凹槽。
具体的，可采用数控机床或者电火花机床加工。
S22：在第一基板的半球形凹槽中填充预置的球形介电材料，球形介电材料的直径与所填充的半球形凹槽的直径相同。
其中，球形介电材料的介电常数大于第一基板材料的介电常数；各球形介电材料的直径为毫米量级。
S23：在第二基板上成型出与第一基板相同的半球形凹槽。
其中，第二基板与第一基板的材料种类相同或者不同，在具体的实施过程中，根据所需的复合材料性质进行选择。
S24：将第二基板与第一基板进行拼接，使球形介电材料内嵌到第一基板与第二基板拼接所得的球形空腔中，获得复合材料。
其中，球形介电材料的介电常数大于第二基板材料的介电常数。
本实施例中，通过在第一基板和第二基板上分别成型出预设阵列的半球型凹槽，当第一基板和第二基板进行拼接时可获得球形空腔，将直径与所填充空腔直径相同的球形介电材料内嵌到球形空腔中，从而得到以球形空腔形状为微结构的复合材料，制备简单，并且由于微结构是球形的，因此可实现各向同性。
实施例二、
参见图3，是本发明实施例二提供的一种复合材料的制备方法流程图，该制备方法包括：
S31：在第一基板上成型出预设阵列的半球形凹槽。具体的，可采用数控机床或者电火花机床加工。
其中，第一基板为介电材料基板。例如，第一基板的材料为铁氟龙。
S32：在第一基板的所有半球形凹槽中填充预置的球形介电材料，球形介电材料的直径与所填充的半球形凹槽的直径相同。
其中，各球形介电材料的直径为毫米量级；各球形介电材料的介电常数均大于第一基板的介电常数；各球形介电材料的材料种类相同，例如各球形介电材料为陶瓷微球，各球形介电材料也可以不同。
其中，各半球形凹槽的直径可以相同，也可以不同。
S33：在第二基板上成型出与第一基板相同的半球形凹槽。
其中，第二基板为介电材料基板，第二基板与第一基板的材料种类相同或者不同，在具体的实施过程中，根据所需的复合材料性质进行选择。
S34：将第二基板与第一基板进行拼接，使球形介电材料内嵌到第一基板与第二基板拼接所得的球形空腔中，获得以球形介电材料为微结构的复合材料。
S35：将至少两个拼接后的第一基板和第二基板进行叠层，获得以球形微介电材料为微结构的三维结构的复合材料。
具体的，可采用粘结剂将至少两个拼接后的第一基板和第二基板进行叠层，获得以球形介电材料为微结构的三维结构的复合材料。
其中，球形介电材料的介电常数大于第二基板材料的介电常数。
本实施例中，第一基板与第二基板拼接所得的球形空腔中全部填充球形介电材料。
实施例三、
参见图4，是本发明实施例三提供的一种复合材料的制备方法流程图，该制备方法包括：
S41：在第一基板上成型出预设阵列的半球形凹槽。具体的，可采用数控机床或者电火花机床加工。
其中，第一基板为介电材料基板。例如，第一基板的材料为铁氟龙。
S42：在第一基板的部分半球形凹槽中填充预置的球形介电材料，球形介电材料的直径与所填充的半球形凹槽的直径相同，剩余部分半球型凹槽中填充空气。
其中，各球形介电材料的介电常数均大于第一基板的介电常数；各球形介电材料的材料种类相同，例如各球形介电材料为陶瓷微球，各球形介电材料也可以不同。
其中，半球形凹槽的直径为毫米量级；各半球形凹槽的直径可以相同，也可以不同。
S43：在第二基板上成型出与第一基板相同的半球形凹槽。
其中，第二基板为介电材料基板，第二基板与第一基板的材料种类相同或者不同，在具体的实施过程中，根据所需的复合材料性质进行选择。
S44：将第二基板与第一基板进行拼接，使球形介电材料内嵌到第一基板与第二基板拼接所得的球形空腔中，获得以球形介电材料以及球形空腔为微结构的复合材料。
其中，球形介电材料的介电常数大于第二基板材料的介电常数。
S45：将至少两个拼接后的第一基板和第二基板进行叠层，获得以球形微介电材料和空腔为微结构的三维结构的复合材料。
本实施例中，第一基板与第二基板拼接所得的球形空腔中部分填充球形介电材料，剩余部分填充空气。在具体的实施过程中，根据需要选择适合的实施例。
以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种复合材料的制备方法，其特征在于，包括：
在第一基板上成型出预设阵列的半球形凹槽，各半球形凹槽的直径不同；
在第一基板的半球形凹槽中填充预置的球形介电材料，球形介电材料的直径与所填充的半球形凹槽的直径相同；
在第二基板上成型出与第一基板相同的半球形凹槽；
将第二基板与第一基板进行拼接，使球形介电材料内嵌到第一基板与第二基板拼接所得的球形空腔中，获得复合材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将至少两个拼接后的第一基板和第二基板进行叠层，获得三维结构的复合材料。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一基板和第二基板均为介电材料。
4.根据权利要求1或者所述的方法，其特征在于，各球形介电材料的介电常数均大于第一基板的介电常数和第二基板的介电常数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一基板和第二基板的材料为铁氟龙。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各球形介电材料的材料种类相同或者不同。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各球形介电材料的直径为毫米量级。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，球形介电材料为陶瓷微球。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在第一基板的半球形凹槽中填充预置的球形介电材料，具体包括：
在第一基板的所有半球型凹槽中填充预置的球形介电材料；或者，在第一基板的部分半球型凹槽中填充预置的球形介电材料。
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