CN104339510B - 一种吸波件的制备方法及吸波件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种吸波件的制备方法，该方法包括：将硅橡胶与吸波剂按不同重量比混合成多种吸波浆料；以及将所述吸波浆料通过流涎工艺形成吸波件。本发明还提供了一中按照以上方法制成的吸波件。通过本发明的制备方法及生成的吸波件可以解决相关技术中制作吸波件的工艺过于复杂并且不能连续生产的问题，提供了连续化生产吸波件并缩短生产吸波件的单位时间的优势。

Description

一种吸波件的制备方法及吸波件
技术领域
本发明涉及器件制备领域，并且特别地，涉及一种吸波件的制备方法。
背景技术
目前，电子元器件日益小型化，高度集成化，产生大量电磁干扰，使生活环境变得不健康，因此，对电磁噪音进行抑制的方法将产生很大的市场。吸波件可以对电磁噪音进行有效地抑制，例如，吸波件可以用于降低雷达波的反射、降低雷达信号对机载设备的干扰以及抑制低频信号对通讯设备的干扰等。因此，吸波件在军事和民用领域具有广泛应用前景，而吸波件发展的总趋势是厚度更薄、质量更轻、吸收频带更宽、吸波能力更强。
在众多的吸波件中，由于可设计自由度大、易于展宽频带、降低面密度、适宜于工程应用、理论相对成熟等特点，多层吸波件得到了广泛研究。吸波件要实现良好的吸波效果，必须具备两个条件：
（1）入射的电磁波要尽可能多地被吸波件吸入而不被反射；
（2）吸波件要有损耗以吸收电磁波。
因此，需要设计具有阻抗渐变结构的多层吸波体，通过阻抗匹配层的匹配作用，使从空间入射的电磁波尽可能多地被吸波件吸入而被损耗吸收，以提高材料的宽带吸波性能。
现有的制备多层柔性吸波件的工艺主要是采用塑炼技术与硫化技术，如图1所示，制备多层塑炼吸波件的工艺的具体步骤如下：
步骤1，通过塑炼机（如图2所示）对硅橡胶和吸波剂进行塑炼；
步骤2，在塑炼过程中，利用人工操作打三角包和枕头包使硅橡胶和吸波剂掺杂均匀；
步骤3，在塑炼后形成单层的硅橡胶与吸波剂混合均匀的平板，再将单层平板在硫化机中硫化，其中，硫化条件可以包括两种情况：在温度165℃下硫化15min；或者在150℃硫化240min。
经过以上步骤的硫化产品的最大面积约为400*400mm2，即0.16m2，单台硫化机24小时的产量为0.96m2。采用塑炼技术制作吸波件所需时间较长，并且劳动强度大。
在现有技术中，可以采用流涎技术制备橡胶层保鲜隔离薄膜。制备工艺具体步骤可以包括：利用模头与单个或多个螺杆接通，然后不同螺杆挤出的不同特性的聚烯烃材料在模头中复合，可以形成同一模头流涎出复合材质的聚烯烃材料流涎膜。线性流涎模头同时流涎出相同或不同特性的熔融聚烯烃类料，经两根压辊热压，多根冷却辊冷却，一次热压复合固化成为具有多层不同特性的可以重复使用的橡胶层保鲜隔离薄膜。
针对相关技术中制作吸波件的工艺过于复杂并且不能连续生产的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中制作吸波件的工艺过于复杂并且不能连续生产的问题，本发明提出一种吸波件的制备方法，能够通过流涎工艺来生产吸波件。
本发明的技术方案是这样实现的：
根据本发明的一个方面，提供了一种吸波件的制备方法，包括以下步骤：
将硅橡胶与吸波剂按不同重量比混合成多种吸波浆料；以及
将所述吸波浆料通过流涎工艺形成吸波件。
优选地，将所述吸波浆料通过流涎工艺形成吸波件的步骤包括：对所述多种吸波浆料利用流涎机一层一层地进行流涎工艺，以形成叠层状吸波件。
优选地，所述硅橡胶含有一种或多种硅橡胶成分。
优选地，对所述多种吸波浆料利用流涎机一层一层地进行流涎的步骤包括以下步骤或重复以下步骤，直至形成最终的所述吸波件：
利用所述流涎机对所述多种吸波浆料之一进行流涎，以形成流涎层；以及
在所述流涎层上利用所述流涎机对所述多种吸波浆料中的另一吸波浆料进行流涎，以在所述流涎层上形成另一流涎层。
优选地，利用所述流涎机所进行的所述流涎工艺包括：
将所述吸波浆料或所述另一吸波浆料送料到传送带上；
通过相应的流涎刀将所述传送带上的所述吸波浆料或所述另一吸波浆料刮平成流涎层或另一流涎层；以及
对刮平的所述流涎层或所述另一流涎层进行加热固化。
优选地，所述流涎层和所述另一流涎层均处于未完全固化状态，直至最终的所述吸波件被完全固化。
优选地，将一种硅橡胶与吸波剂按比例混合成多种吸波浆料的步骤包括：
将所述硅橡胶与吸波剂按第一重量比混合成第一吸波浆料；以及
将所述硅橡胶与吸波剂按第二重量比混合成第二吸波浆料。
优选地，所述第一重量比和所述第二重量比在3:17至7:13之间。
优选地，所述第一重量比为1:4，并且所述第二重量比为3:7。
优选地，所述硅橡胶与所述吸波剂的混合是通过搅拌来实现的。
优选地，所述硅橡胶与所述吸波剂的搅拌时间为0.5～1小时，搅拌速度为100～800转/分钟。
优选地，所述吸波剂为磁性金属材料。
优选地，所述磁性金属材料可以是铁、钴、镍、镧系金属或可被磁化的其他金属或合金，优选为羟基铁粉。
优选地，所述硅橡胶在进行流涎工艺之前为液态。
优选地，将所述多种吸波浆料利用流涎机一层一层地进行流涎的步骤包括：
将所述第一吸波浆料送料到所述流涎机的传送带上；
所述流涎机的第一流涎刀将所述传送带上的所述第一吸波浆料刮平以形成第一流涎层，并对第一流涎层进行加热固化；
将所述第二吸波浆料流涎到所述第一流涎层上；
所述流涎机的第二流涎刀将所述第二吸波浆料刮平以形成在所述第一流涎层上的第二流涎层，并对所述第一流涎层及第二流涎层进行加热固化，以最终形成所述吸波件。
优选地，所述第一流涎层和所述第二流涎层均处于未完全固化状态，直至最终的所述吸波件被完全固化。
优选地，所述第一流涎刀与所述第一传送带之间的间隙以及所述第二流涎刀与所述第一流涎层之间的间隙为0.4～2毫米。
优选地，所述传送带的速度为0.1～0.5米/分钟。
优选地，所述加热固化的温度设定在80～120℃。
优选地，对第一流涎层进行加热固化的加热时间为10～30分钟。
优选地，对所述第一流涎层及第二流涎层共同进行加热固化的加热时间为30～60分钟。
优选地，还包括：对所述吸波件进行切割。
优选地，还包括：对所述吸波件进行收卷。
优选地，所述吸波件为柔性吸波吸波件。
优选地，在将硅橡胶与吸波剂按不同比例混合成多种吸波浆料的步骤之前或之后，还具有以下步骤：
将硅橡胶与微珠浆料按重量比混合成微珠浆料。
优选地，所述硅橡胶与微珠浆料的质量比大于4:1。
优选地，对所述多种吸波浆料利用流涎机一层一层地进行流涎工艺的步骤中，至少其中一层进行流涎工艺的吸波浆料用一层所述微珠浆料代替。
本发明还涉及一种吸波件，由上述的制备方法制备而成。
通过本发明所涉及的使用流涎工艺生产吸波件的方法，能够连续化生产吸波件并提供了缩短生产吸波件的单位时间的优势。
附图说明
图1是根据本发明技术方案进行流涎工艺采用的流涎设备的示意图；
图2是根据本发明的流涎工艺制作双层吸波件的流程图；
图3是根据本发明的流涎工艺制作双层吸波件的另一流程图；
图4为实施例1中制成的双层吸波样品的反射率曲线图；
图5为实施例2中制成的双层吸波样品的反射率曲线图；
图6为实施例3中制成的双层吸波样品的反射率曲线图；
图7为实施例4中制成的双层吸波样品的反射率曲线图；
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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种使用流涎工艺生产吸波件的方法。
本发明采用液态硅橡胶为基体。硅橡胶可以只有一种硅橡胶成分，也可以具有两种或两种以上。
本发明采用的吸波剂是磁性金属粉。磁性金属粉可以上铁、钴、镍、镧系金属或可被磁化的其他金属或合金，优选为羟基铁粉。
本发明技术方案进行流涎工艺采用的流涎设备（如图1所示）是多层流涎机，如图1所示，其中，流涎机包括：从动轮1、传送带2、第一料槽3、第一流涎刀4、第二料槽5、第二流涎刀6、第一加热箱7、第二加热箱8、主动轮9。
从动轮1和主动轮9上卷有传送带2，第一吸波浆料通过流涎机的第一料槽3处流涎到传送带2上，由传送带2在主动轮9的带动下使第一吸波浆料向主动轮9移动。在第一吸波浆料移动经过第一流涎刀4时，第一流涎刀4将传送带2上的第一吸波浆料刮平，形成第一流涎层。第一流涎层通过传送带2在第一料槽和第二料槽之间移动时，通过第一加热箱7进行加热，使第一流涎层部分固化。然后，在部分固化后的第一流涎层移动经过流涎机的第二料槽时，第二吸波浆料从第二料槽5处流涎到部分固化后的第一流涎层上，然后，在第二吸波浆料经过第二流涎刀6时，第二流涎刀6将部分固化后的第一层吸波浆料上的第二吸波浆料刮平，形成第二流涎层。第一流涎层与第二流涎层在第二口模和主动轮9之间移动时通过第二加热箱8进行加热，使第一流涎层与第二流涎层均完全固化形成双层吸波件。然后通过主动轮9收卷。
第一吸波浆料和第二吸波浆料可以采用多种硅橡胶和吸波剂的混合物，并且，硅橡胶和吸波剂的组合比例可以根据用户需求任意设置。此外，还可以调整第一流涎刀4与传送带2或者第二流涎刀6与传送带2之间的间隙，来调整流涎层的厚度，从而制作出不同厚度的材料，其中，在一些实施例中，第二流涎刀6与第一流涎层之间的间隙可以大于、等于或小于第一流涎刀4与传送带2之间的间隙。进一步地，第一加热箱7和第二加热箱8的加热时间以及加热温度也可以自由地设置以配合不同的吸波浆料达到不同的固化效果。并且，可以设置多个流涎刀以及相配置的器件，从而根据用户需求制作出多层吸波件。
实施例1
如图2所示，使用本发明技术方案进行流涎工艺制备吸波件的具体流程包括：
步骤S201，将羟基铁粉与硅橡胶进行机械搅拌，羟基铁粉与硅橡胶重量比为13:7，混合为均匀吸波浆料作为第一吸波浆料；将羟基铁粉与硅橡胶进行机械搅拌，羟基铁粉与硅橡胶的重量比为17:3，混合为均匀吸波浆料作为第二吸波浆料，其中，机械搅拌所用的搅拌机是上海索映仪器设备有限公司生产的数字显示转速电子搅拌机，混合的搅拌时间为1h，搅拌速度为300r/min。
步骤S203，在流涎机的第一料槽3处加入吸波浆料流涎，第一流涎刀4与传送带2之间的间隙是1mm，第一流涎刀4将传送带2上的第一吸波浆料刮平，形成第一流涎层。将第一加热箱7的温度设定在80度，流涎后的第一流涎层在第一加热箱7中加热0.5小时，以使第一流涎层部分固化。
步骤S205，将第二吸波浆料搅拌5min。然后在流涎机的第二料槽5处加入吸波浆料通过流涎机的第二料槽5进行流涎，第二流涎刀6与部分固化的第一流涎层之间的间隙是1mm，第二流涎刀6将第一流涎层上的第二吸波浆料刮平，形成第二流涎层。
步骤S207，将第二加热箱8的温度设定在80度，流涎后的第一流涎层和第二流涎层均在第二加热箱8中加热1小时，使第一流涎层和第二流涎层均完全固化，形成双层吸波件。最后，在流涎机上直接收卷，取下流涎好的柔性吸波吸波件。需要测反射率的吸波材料按300*300mm2来切样品。
实施例2
步骤S201，将羰基铁粉与硅橡胶进行机械搅拌，羟基铁粉与硅橡胶重量比为7:3，混合为均匀吸波浆料作为第一吸波浆料；将羟基铁粉与硅橡胶进行机械搅拌，羟基铁粉与硅橡胶的重量比为4:1，混合为均匀吸波浆料作为第二吸波浆料，其中，机械搅拌所用的搅拌机是上海索映仪器设备有限公司生产的数字显示转速电子搅拌机，混合的搅拌时间为1h，搅拌速度为300r/min。
步骤S203，将第一吸波浆料搅拌5min。然后在流涎机的第一料槽3处加入吸波浆料流涎，第一流涎刀4与传送带2之间的间隙是1mm，第一流涎刀4将传送带2上的第一吸波浆料刮平，形成第一流涎层。将第一加热箱7的温度设定在80度，流涎后的第一流涎层在第一加热箱7中加热0.5小时，以使第一流涎层部分固化。
步骤S205，将第二吸波浆料搅拌5min。然后在流涎机的第二料槽5处加入吸波浆料通过流涎机的第二料槽5进行流涎，第二流涎刀6与部分固化的第一流涎层之间的间隙是1mm，第二流涎刀6将第一流涎层上的第二吸波浆料刮平，形成第二流涎层。
步骤S207，将第二加热箱8的温度设定在80度，流涎后的第一流涎层和第二流涎层均在第二加热箱8中加热1小时，使第一流涎层和第二流涎层均完全固化，形成双层吸波件。最后，在流涎机上直接收卷，取下流涎好的柔性吸波吸波件。需要测反射率的吸波材料按300*300mm2来切样品。
实施例3
步骤S201，将羟基铁粉与常温固化硅橡胶进行机械搅拌，羟基铁粉与常温硅橡胶重量比为3：1，混合为均匀吸波浆料作为第一吸波浆料；将羟基铁粉与硅橡胶进行机械搅拌，羟基铁粉与硅橡胶的重量比为4:1，混合为均匀吸波浆料作为第二吸波浆料，其中，机械搅拌所用的搅拌机是上海索映仪器设备有限公司生产的数字显示转速电子搅拌机，混合的搅拌时间为1h，搅拌速度为300r/min。
步骤S203，将第一吸波浆料搅拌5min。然后在流涎机的第一料槽3处加入吸波浆料流涎，第一流涎刀4与传送带2之间的间隙是1mm，第一流涎刀4将传送带2上的第一吸波浆料刮平，形成第一流涎层。将第一加热箱7的温度设定在40度，流涎后的第一流涎层在第一加热箱7中加热0.5小时，以使第一流涎层部分固化。
步骤S205，将第二吸波浆料搅拌5min。然后在流涎机的第二料槽5处加入吸波浆料通过流涎机的第二料槽5进行流涎，第二流涎刀6与部分固化的第一流涎层之间的间隙是1mm，第二流涎刀6将第一流涎层上的第二吸波浆料刮平，形成第二流涎层。
步骤S207，将第二加热箱8的温度设定在40度，流涎后的第一流涎层和第二流涎层均在第二加热箱8中加热1小时，使第一流涎层和第二流涎层均完全固化，形成双层吸波件。最后，在流涎机上直接收卷，取下流涎好的柔性吸波吸波件。需要测反射率的吸波材料按300*300mm2来切样品。
实施例4
步骤S301，将空心微珠浆料与硅橡胶A组分进行机械搅拌，空心微珠浆料与硅橡胶A和B总重量比为1：7，混合为均匀吸波浆料作为第一吸波浆料；其中，机械搅拌所用的搅拌机是上海索映仪器设备有限公司生产的数字显示转速电子搅拌机，混合的搅拌时间为1h，搅拌速度为300r/min。
步骤S303，将第一吸波浆料搅拌5min。然后在流涎机的第一料槽3处加入吸波浆料流涎，第一流涎刀4与传送带2之间的间隙是1mm，第一流涎刀4将传送带2上的第一吸波浆料刮平，形成第一流涎层。，将第一加热箱7的温度设定在80度，流涎后的第一流涎层在第一加热箱7中加热0.5小时，以使第一流涎层部分固化。
步骤S305，将羟基铁粉与硅橡胶进行机械搅拌，羟基铁粉与硅橡胶的重量比为4:1，混合为均匀吸波浆料作为第二吸波浆料，其中，机械搅拌所用的搅拌机是上海索映仪器设备有限公司生产的数字显示转速电子搅拌机，混合的搅拌时间为1h，搅拌速度为300r/min。
步骤S307，将第二吸波浆料搅拌5min。然后在流涎机的第二料槽5处加入吸波浆料通过流涎机的第二料槽5进行流涎，第二流涎刀6与部分固化的第一流涎层之间的间隙是1mm，第二流涎刀6将第一流涎层上的第二吸波浆料刮平，形成第二流涎层。
步骤S309，将第二加热箱8的温度设定在80度，流涎后的第一流涎层和第二流涎层均在第二加热箱8中加热1小时，使第一流涎层和第二流涎层均完全固化，形成双层吸波件。最后，在流涎机上直接收卷，取下流涎好的柔性吸波吸波件。需要测反射率的吸波材料按300*300mm2来切样品。
下面，根据以下实验对实施例1至实施例4中制成的吸波件进行性能测试。
实验1吸波能力测试
分别取实施例1至实施例4中制成的吸波材料的样品（300*300mm2）按照GJB2038-94（雷达吸波材料反射率测试方法）中所记载的实验方法，进行吸波能力测试。
实验结果如图3至图6所示。
图3为实施例1中制成的双层吸波样品的反射率曲线图，横轴为双层吸波样品所吸收波的频率范围，纵轴为双层吸波样品反射率。如图3所示，双层吸波样品在10-16GHz频段范围的反射率为-10dB(吸收90%)以上。
图4为实施例2中制成的双层吸波样品的反射率，如图4所示，双层吸波样品在10-18GHz频段范围的反射率为-10dB以上。
图5是实施例3中制成的双层吸波样品的反射率，如图5所示，双层吸波样品在8-16GHz频段范围的反射率为-10dB以上。
图6是实施例4中制成的双层吸波样品的反射率，如图6所示，双层吸波样品在6-10GHz频段范围的反射率为-10dB以上。
有以上实验结果可以得知，使用本发明的方法制的的吸波材料具有良好的吸波能力，且可以根据吸波材料在不同吸波层中的质量的差异，从而达到根据需要在不同吸波频段的不同吸收效果。
此外，使用流涎技术制备吸波件，每1.5小时的产量为0.2m2左右，24小时的产量为3.2m2左右，即流涎技术所生产的吸波件的产量为现有技术生产吸波件的产量的3倍以上。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本发明通过流涎工艺来生产吸波件，从而实现了吸波件连续化生产，提高了生产吸波件的单位时间。此外，本发明的技术方案采用机械工艺进行搅拌流程，简化制作工艺，降低了劳动强度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (24)

1.一种吸波件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将硅橡胶与吸波剂按不同重量比混合成多种吸波浆料；以及
将所述吸波浆料通过流涎工艺形成吸波件；
将所述吸波浆料通过流涎工艺形成吸波件的步骤包括：对所述多种吸波浆料利用流涎机一层一层地进行流涎工艺，以形成叠层状吸波件；
利用所述流涎机所进行的所述流涎工艺包括：
将所述吸波浆料或所述多种吸波浆料中的另一吸波浆料送料到传送带上方；
通过相应的流涎刀将所述传送带上方的所述吸波浆料或所述另一吸波浆料刮平成流涎层或另一流涎层；以及
对刮平的所述流涎层或所述另一流涎层进行加热固化；
将一种硅橡胶与吸波剂按比例混合成多种吸波浆料的步骤包括：
将所述硅橡胶与吸波剂按第一重量比混合成第一吸波浆料；以及
将所述硅橡胶与吸波剂按第二重量比混合成第二吸波浆料；
所述第一重量比和所述第二重量比在3:17至7:13之间。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅橡胶含有一种或多种硅橡胶成分。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对所述多种吸波浆料利用流涎机一层一层地进行流涎的步骤包括以下步骤或重复以下步骤，直至形成最终的所述吸波件：
利用所述流涎机对所述多种吸波浆料之一进行流涎，以形成流涎层；以及
在所述流涎层上利用所述流涎机对所述多种吸波浆料中的另一吸波浆料进行流涎，以在所述流涎层上形成另一流涎层。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述流涎层和所述另一流涎层均处于未完全固化状态，直至最终的所述吸波件被完全固化。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一重量比为1:4，并且所述第二重量比为3:7。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述硅橡胶与所述吸波剂的混合是通过搅拌来实现的。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述硅橡胶与所述吸波剂的搅拌时间为0.5～1小时，搅拌速度为100～800转/分钟。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述吸波剂为磁性金属材料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述磁性金属材料为羰基铁粉。
10.根据权利要求1所述的制备方法，所述硅橡胶在进行流涎工艺之前为液态。
11.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，将所述多种吸波浆料利用流涎机一层一层地进行流涎的步骤包括：
将所述第一吸波浆料送料到所述流涎机的传送带上；
所述流涎机的第一流涎刀将所述传送带上的所述第一吸波浆料刮平以形成第一流涎层，并对第一流涎层进行加热固化；
将所述第二吸波浆料流涎到所述第一流涎层上；
所述流涎机的第二流涎刀将所述第二吸波浆料刮平以形成在所述第一流涎层上的第二流涎层，并对所述第一流涎层及第二流涎层进行加热固化，以最终形成所述吸波件。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述第一流涎层和所述第二流涎层均处于未完全固化状态，直至最终的所述吸波件被完全固化。
13.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述第一流涎刀与所述传送带之间的间隙以及所述第二流涎刀与所述第一流涎层之间的间隙为0.4～2毫米。
14.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述传送带的速度为0.1～0.5米/分钟。
15.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述加热固化的温度设定在80～120℃。
16.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，对第一流涎层进行加热固化的加热时间为10～30分钟。
17.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，对所述第一流涎层及第二流涎层共同进行加热固化的加热时间为30～60分钟。
18.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括：
对所述吸波件进行切割。
19.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括：
对所述吸波件进行收卷。
20.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述吸波件为柔性吸波吸波件。
21.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在将硅橡胶与吸波剂按不同比例混合成多种吸波浆料的步骤之前或之后，还具有以下步骤：
将硅橡胶与微珠浆料按重量比混合成多种吸波浆料。
22.根据权利要求21所述的制备方法，其特征在于，所述硅橡胶与微珠浆料的质量比大于4:1。
23.根据权利要求21所述的制备方法，其特征在于，对所述多种吸波浆料利用流涎机一层一层地进行流涎工艺的步骤中，至少其中一层进行流涎工艺的吸波浆料用一层所述微珠浆料代替。
24.一种吸波件，其特征在于，由权利要求1至23任一项所述的制备方法制备而成。
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