CN104735964B - 微波暗室用吸波材料及其印制法生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于微波吸收材料领域，具体涉及一种微波暗室用吸波材料及其印制法生产方法。一种微波暗室用吸波材料，其特征在于该材料是由带有电磁损耗薄层或图案的柔性基材组装成具有蜂窝结构的产品；电磁损耗油墨在柔性基材上印制电磁损耗图案，或者是利用溅射或沉积法在柔性基材上形成电磁损耗薄层或图案，以满足产品的电磁损耗要求。本发明通过在蜂窝结构表面粘合各种具有电磁损耗功能的薄层或图案来增加蜂窝结构的电磁损耗。解决了非结构泡沫吸波材料的低性能，体积大，没有必要的机械强度，重量重，寿命短，耐热性差，不环保等等多种弊端。

Description

微波暗室用吸波材料及其印制法生产方法

技术领域

本发明属于微波吸收材料领域，具体涉及一种微波暗室用吸波材料及其印制法生产方法。

背景技术

在有限的空间达到高微波反射吸收必须满足两个条件，即与自由空间的阻抗匹配和吸波范围内的入射波和反射波的相位匹配，微波暗室的电磁损耗吸波材料主要使用浸泡过介电型电磁损耗材料的导电碳黑涂料的非结构型聚氨酯泡沫，其细细的尖锥形状是为满足与自由空间的微波阻抗匹配而做的渐变形状设计。由于聚氨酯泡沫的耐热、耐环境性较差，刚度低，难以胜任高功率的应用，在使用一段时间后会出现锥尖下弯，碳粉脱落等现象，特别是低频用吸波材料，由于其高度可达1米以上，使用中的变形明显，故使用寿命非常有限。导电涂料涂敷的玻纤尖锥蜂窝已用在高功率暗室，然而由于工艺复杂其成本无法与聚氨酯泡沫相比，其设计机理与尖锥吸波材料相同，所以无法实现对特定频段的选择性吸收。早期曾经采用苏联开发的使用导电纸卷成的吸波材料，尽管价格低廉，性能可接受，但寿命短，使用不便，如碳粉满地，使用聚苯烯泡沫作为卷芯也无法承受高能量微波，国内数个暗室因此烧毁，其寿命一般难超过15年。磁性电磁损耗铁氧体吸波材料用于低于1GHz的低频吸波，但吸收性能仅有15到30dB，其每m²重量大概在30kg，由于工艺复杂，造价也非常昂贵。目前将6mm厚此类铁氧体瓦作为吸波尖劈的基板，可以将低频吸波材料的占空体积减少至30％左右，但是暗室重量大大增加，需加强建筑结构。

作为结构吸波材料芯材，通常将电磁损耗导电涂料涂敷在Nomex蜂窝内表面，也可将柔性的聚氨酯泡沫吸波材料用刚性的泡沫强化，其成本自然也随工艺的复杂化而大增。整体而言，现有的宽频微波吸波材料体系超过近半个世纪的改进发展，其设计和生产工艺并没有革命性的进步，依然是成本高，工期长，无设计优化性，低频性能差，耐高温和阻燃性差，机械强度低，寿命短等等，面临多种弊端无法满足近年无线通讯测试的快速发展。近年在超材，计算电磁学，印刷电路和印刷电子产品的进步和对各种复合材料的微波响应理解开启了新的吸波材料的设计思潮和生产方式。本发明的设计超薄吸波材料的原理就是基于尤其近十年来单元结构设计超材料的发展，从而为吸波材料突破现有性能极限提供了新的选项和可能性。

蜂窝材料的强度远远高于泡沫等轻质材料，在同样的密度下压缩强度是泡沫的一倍，生产工艺完善，用不同的纸，布，玻纤布，朔料薄片等均可生产蜂窝结构材料。

发明内容

本发明提供一种微波暗室用吸波材料，该材料具有低成本，工艺和产品环保，机械强度高，密度低，寿命长，耐高温以及阻燃等优点，解决了非结构泡沫吸波材料的低性能，体积大，没有必要的机械强度，重量重，寿命短，耐热性差，不环保等等多种弊端。

本发明还提供一种上述微波暗室用吸波材料的印制法生产方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种微波暗室用吸波材料，该材料是由带有电磁损耗薄层或图案的柔性基材组装成具有蜂窝结构的产品；该损耗薄层可以使用各种粉体电磁损耗添加剂和使用量构成的油墨，只要满足电磁设计即可；有3种类型的电磁损耗添加剂，即介电或导电型和磁性型以及复合型；一般的导电材料粉体都是介电型，铁氧体粉体是磁性型，铁镍钴的合金粉末是复合型；也可以混合不同的电磁损耗添加剂以达到最佳性能，电磁损耗油墨在柔性基材上印制电磁损耗图案，或者是利用溅射或沉积法在柔性基材上形成电磁损耗薄层或图案，以满足产品的电磁损耗要求。利用各种溅射和沉积法形成拥有电磁损耗薄层和图案，例如纳米金属薄膜，导电高分子涂层和导电陶瓷薄膜等等也拥有电磁损耗性能，该工艺也能替代印制工艺满足电磁损耗需求和本发明的要求。本发明通过在蜂窝结构表面粘合各种具有电磁损耗功能的薄层或图案来增加蜂窝结构的电磁损耗。

本发明提供一个全新的3维微波暗室用吸波材料的设计和生产工艺，革新使用传统浸泡导电碳黑涂料的尖锥形状聚氨酯泡沫作为微波暗室的吸波材料以及现有涂敷导电涂料的蜂窝吸波结构芯材。

作为优选，所述柔性基材选自纸、布、塑料薄膜、柔性泡沫板和由柔性材料粘接起来形成可折叠结构的硬质板，柔性基材的厚度为0.01毫米-20毫米。柔性基材只要满足在生产工艺和使用条件下的柔韧性和强度和以及低重量即可。进一步的，柔性基材为阻燃牛皮纸、芳纶纸或玻纤布，面密度为20-500g/m²。

一种印制法生产所述的微波暗室用吸波材料，其特征在于该方法包括如下步骤：1)利用电磁仿真软件优化蜂窝结构的设计和选材，选择用于生产产品的柔性基材和产品的蜂窝结构特征；2)生产电磁损耗油墨，采用该电磁损耗油墨在柔性基材上印制所需的电磁损耗图案，或者是利用溅射或沉积法在柔性基材上形成电磁损耗薄层或图案，以满足产品的电磁损耗要求；所述的电磁损耗油墨即在油墨配方中加入有效量的电磁损耗添加剂；3)用节点胶粘接使已印刷电磁损耗图案的柔性基材组装成预先设计好的蜂窝结构；4)蜂窝结构的固定和应用。

作为优选，电磁损耗油墨主要由粘合剂、电磁损耗添加剂和溶剂组成，电磁损耗添加剂的加入量为电磁损耗油墨总重量的3％-90％。本发明可以使用任何粘合剂，其可以是有机高分子材料和无机材料以及陶瓷的前躯体，其配方中使用量从5％到90％；本发明可以使用各种电磁损耗添加剂和使用量，只要满足电磁设计即可；有3种类型的电磁损耗添加剂，即介电或导电型和磁性型以及复合型；一般的导电材料都是介电型，铁氧体是磁性型，铁镍钴的合金是复合型；也可以混合不同的电磁损耗添加剂以达到最佳性能，其配方中使用量从3％到90％。溶剂用以调整可生产性和工艺性，其选择是根据粘合剂的种类，其配方中使用量从0％到80％，也可以使用各种助剂用以改变工艺性等等，如流平剂。

作为优选，步骤3)的过程为：用涂胶机在已印刷电磁损耗图案的柔性基材上涂敷节点胶，加热干燥溶剂达到触干，剪切至所需长度，按设计排列柔性基材至所需厚度，得到基材块，然后用高温压机或真空压机加热基材块固化节点胶，固化后用拉伸机拉开基材块形成蜂窝状结构并固定在框架上喷涂或浸涂保护油漆，干燥固化后从框架脱离分幅至所对应的厚度，得到产品。

作为优选，电磁损耗添加剂选自导电金属粉、导电陶瓷粉、有机导电高分子粉体、碳黑、石墨粉、碳纤维、碳纳米管、石墨烯、铁氧体、铁镍合金、铁钴合金中的一种或二种以上的组合。

作为优选，所述的柔性基材为阻燃牛皮纸，电磁损耗油墨的主要材料为改性酚醛树脂，电磁损耗添加剂由石墨粉、导电炭黑和金属粉组成。该技术方案用于制备成本较低的微波暗室用吸波材料。

步骤1)中，所述通过电磁仿真软件优化蜂窝的设计，是把电磁损耗材料的电磁参数，蜂窝尺寸和形状，材料形状和厚度，等等输入电脑程序进行电磁计算和优化，该程序可以是商业软件以及自编程序，优化的结果是满足要求的最薄(最矮蜂窝)设计，以及损耗材料的厚度和图案和最低成本。本发明可设计生产的蜂窝应用频率从0.01到110GHz，频宽任意可选。

步骤1)中，所述蜂窝结构的形状只要满足可生产性，如正六角形，非正六角形，正方形，长方形和波浪形等等，以及类似蜂窝结构，如即两组同样等间距开槽二分之一以上的纸相互垂直插入形成的四边形结构。其尺寸从0.3厘米到20厘米，常见的尺寸是2厘米到10厘米，蜂窝尺寸高度与所吸收波长和频宽成比例。较大尺寸的蜂窝内可以形成内尖锥以提高高低频性能。

所述的电磁损耗油墨的生产，本发明可以使用各种油墨生产工艺，配方中各种组分按配方和顺序加入经搅拌预混成为预混料，然后进入研磨工艺，球磨机，砂磨机，三辊机等等，皆可用于油墨的大量生产。研磨后油墨的粒度应小于30微米，粘度100-5000cP之间适合印刷多种工艺。

所述的电磁损耗油墨的印制，可以使用各种印制法电磁损耗油墨测试样本以及生产电磁损耗蜂窝基材。常见的印制法有丝网，喷墨，凹版，凸版，等等，可以使用全自动和手动工艺，全自动工艺双面印制的工艺生产效率高，适合大量生产。微波测量法有自由空间，波导，同轴线等等，该样本测试结果经计算得微波电磁参数(复数导电率以及复数面电容和电感)。适合本发明的油墨其等效面电阻范围在10-1000欧/□，更优的范围在30-300欧/□。

步骤3)涂敷节点胶过程，只要满足涂胶质量，任何种类的涂胶机均可使用，加热干燥溶剂达到触干，剪切所需长度，按设计排列基材至所需厚度，此工艺可以采用自动设备。用高温压机或真空压机加热基材块固化节点胶，固化温度和压力根据所用粘合剂而改变，从120℃到380℃，1至20个大气压。然后用蜂窝拉伸机把基材块拉伸至所需长度，用固定框固定，喷涂或浸涂保护油漆干燥固化，也可以在内填入泡沫材料气凝胶等等用以增加强度，从框架脱离修饰分幅至所对应的厚度即为产品吸波蜂窝结构。

本发明所使用的各种基材和粘结剂，本发明的蜂窝吸波材料可以在宽广的温度范围使用从-200℃到+1500℃都有其材料组合，350℃之内可以使用高分子材料，其上可以使用无机陶瓷和玻璃材料。

本发明得到的蜂窝结构产品，其表面可用纸张，布和塑料膜等复合增强，达到作为结构件的各种力学强度，也可以与其它吸波材料复合增加其吸波性能，例如大尺寸蜂窝内或表面嵌入高频用尖锥以增强高频性能。除用粘结剂粘在屏蔽墙面，也可用紧固件钉在墙面，紧固件可用各种材料制成，如金属，塑料，复合材料，陶瓷等等。

本发明根据最新的三维仿真电磁学以及印制电路的进步开发的创新产品，集高性能，低成本，耐热，高强度以及长寿命全面地提高了旧产品的各种指标。与传统的设计不同，本发明根据电磁仿真设计的结果将电磁损耗油墨印制在任何柔性薄片上如纸张，塑料薄片或布的表面，然后用节点胶粘接将其组装成蜂窝结构，也可在蜂窝的横截表面上粘接一层柔性薄片增加力学强度以及在此薄片上印上电磁损耗油墨所形成的图案进一步改善吸波性能。

本发明印制法生产三维微波吸波材料分为4个部分：1)蜂窝的设计和选材，2)电磁损耗油墨的生产和印制，3)蜂窝结构的粘合，和4)蜂窝吸波材料的组装应用。

1)蜂窝的设计和选材

整体设计是综合和平衡全部要求选择柔性的基材薄片和油墨树脂以及电磁损耗添加剂。所考虑的因素包括：吸波要求，频宽，基材的介电性能，机械强度，柔韧性，耐热，阻燃性，重量限制，寿命，成本，工艺限制和组装方法等等。原则上任何柔性和在加热状态柔软非良导体的片材即可成为蜂窝材料的基材，厚度从0.01毫米到20毫米，如各种纸张，以及纸张的改性产品，人造纸，无机纸，塑料橡胶膜和片，泡沫带，各种纺织和编织布以及无纺布及其制品，复合材料片，薄木片，树叶，树皮，硬质材料板块可以用柔性材料粘接使用，等等。油墨的粘结树脂从有机材料的低成本的酚醛，高强度高韧性环氧树脂，耐热性好的聚酰亚胺，氟树脂和硅树脂，无机材料的改性水玻璃，地聚合物，以及陶瓷前躯体如聚碳硅烷和，全氢聚硅氮烷，等等。电磁损耗添加物有两种损耗机理，介电损耗和磁损耗，主要的介电损耗来自导电添加物，它们是导电的金属粉，导电陶瓷粉如氧化铟锡，氟添加氧化锡，有机导电高分子以及常见的各种炭材，如碳黑，石墨粉，碳纤维，碳纳米管，石墨烯，等等，一些陶瓷材料在低温并非高导电材料，但高温的导电性适合吸波；铁氧体是主要的磁性陶瓷吸波剂，铁镍合金，铁钴合金是复合吸收中的典型代表。低成本暗室泛用吸波材料可选择阻燃牛皮纸作为基材和改性酚醛油墨树脂而石墨粉和导电炭黑和金属粉作为导电填料。对重量敏感高强度的需求芳纶纸特别是对位芳纶纸是理想的选择，其厚度仅为20微米前后即可生产高强度的航空级别蜂窝。高温阻燃用可采用玻纤等无机编织布或无纺布作为基材和聚酰亚胺，氟树脂和硅树脂作为油墨粘结剂。透明的吸波材料可采用透明塑料薄膜和氧化铟锡(ITO)镀膜，纳米金属溅射和蒸汽镀膜。超高温吸波材料可用炭化硅布和石英布作为基材而陶瓷前躯体如聚碳硅烷和和全氢聚硅氮烷作为粘结剂，石墨等为电磁损耗剂。

材料体系确认后，试作电磁损耗油墨并涂敷在基材上，试做两个样品单面涂敷和双面涂敷，该样品经过微波测量得其电磁参数(复数导电率以及复数面电容和电感)，把这些数据，蜂窝尺寸和形状(可非正六角形，如可正方形，长方形和波浪形等等)，油墨涂层形状和厚度，等等输入电脑程序进行电磁计算和优化，常见的商用软件如HFSS，FDTD，CST，MOM等等可用于电磁计算。也可自编专用程序，更有效地实现设计快速优化，使用不同软件并不会改变本发明的权益。整理本发明的优化结果发现：5GHz以上的高频用蜂窝尺寸不需要超过2cm，1GHz用蜂窝尺寸在6cm左右，超薄设计需要较小的蜂窝如0.5cm。性能要求决定其最小厚度，油墨图案和厚度决定吸收的频率响应以及对入射角敏感度。

2)电磁损耗油墨的生产和印制

油墨的大量生产工艺已是非常成熟，树脂，溶剂，粒度小于30微米的电磁损耗粉体，和各种助剂经搅拌预混成为预混料，然后进入研磨工艺，球磨机，砂磨机，三辊机等等，皆可用于油墨的大量生产。研磨后油墨的粒度应小于30微米，粘度500-5000cP之间适合多种印刷工艺，粘度也可用溶剂稀释减少。使用不同的油墨的生产工艺并不会改变本发明的权益。

电磁损耗油墨可以使用多种方法涂敷在基材的表面形成所需厚度的图案，如传统的丝网印刷，喷墨印刷，多层印刷皆可在一条生产线上实现，为满足电磁性能，图案精度误差应控制在设计的允许范围，不同油墨之间需加热高温固化，以防油墨间的不匹配性。为实现高效生产连续卷对卷双面印刷是理想的生产模式，高频产品可在宽幅基材上平行印刷多幅。印刷方法和使用不同的生产设备并不会改变本发明的权益。

3)蜂窝的粘合

常用的纸蜂窝生产设备足以生产2cm以上的蜂窝用在微波暗室，生产超薄级需用生产航空级别的设备以满足精度要求。用涂胶机在已印刷电磁损耗油墨的基材所定部位涂敷节点胶，加热干燥溶剂达到触干，剪切所需长度，按设计排列基材至所需厚度，然后用高温压机或真空压机加热基材块固化节点胶，固化后用拉伸机拉开基材块形成蜂窝状并固定在框架上喷涂或浸涂保护油漆干燥再固化，从框架脱离用片切机或线锯将蜂窝分幅至所对应的厚度，即为产品。常见的蜂窝生产设备可以加工3x1.5米蜂窝(相当于15个标准0.6x0.6米泡沫尖锥吸波材料)，为了加大生产量，定制的设备生产5x2.5米蜂窝(近35个标准吸波材料)。根据使用温度和强度要求选择节点胶，使用在高温环境下的蜂窝，其节点胶必须可承受工作温度，一般节点胶与油墨的粘结剂是同类产品。使用不同的生产设备和工艺并不会改变本发明的权益。

对于类似蜂窝结构，将印制电磁损耗材料插入与开槽间距相同的固定架上，然后插入对立面的材料，并用泡沫胶固定粘接线。

4)蜂窝吸波材料的组装应用

对于小孔径的蜂窝可以像泡沫吸波材料一样用粘结剂直接粘在屏蔽墙面上，对于较大的蜂窝可以首先在其表面粘一层纸或布以增大附着表面积和机械强度，然后用粘结剂直接粘在屏蔽墙面上，也可以用各种材料的紧固件粘在蜂窝的底面然后用螺丝固定在屏蔽墙面上。为了提高大尺寸蜂窝的高频性能可在其内填充吸波泡沫尖锥，如10cm高的吸波尖锥，5GHz以上的微波也可以满足负40dB的反射率。

本发明的微波暗室用吸波材料，使用比较绿色环保的印有电磁损耗油墨图案的柔性又薄的基材或硬质板块，以及与柔性基材粘接成可折叠的材料组装成为蜂窝以达到宽频吸收，并减重50％以上。其使用频率从0.01GHz至110GHz，使用温度-200℃至1500℃，承受所需机械强度。印制法和其它工艺以及其组合拥有无限的设计组合，本发明的权益保护任何设计和印制图案以及厚度变化。

附图说明

图1是蜂窝的生产示意图以及常见的截面形状；

图2是电磁损耗油墨印制的图案样例。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。

在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

实施例蜂窝结构的生产方法

如图1所示，在柔性基材上1按设计涂敷节点胶2，涂有节点胶的多层基材错位叠加后在高温压力下固化成为基材块，基材块拉开后成为蜂窝结构，拉伸程度和涂胶与无胶长度比决定蜂窝截面的形状，如正六边形(c)，过拉伸六边形d)，正方形(e)，长方形(f)和波浪形(g)等等。也可以如图1(h)所示用另外一种工艺生产四边形的三维结构，即两组同样等间距开槽二分之一以上的纸相互垂直插入，此时应使用泡沫粘合剂粘结交叉线以增加强度。

实施例 电磁损耗油墨的印制

图2中，黑色代表电磁损耗油墨3，点线代表节点胶与无节点胶的分界线4，图案的颜色越深，涂层厚度越大或微结构中涂层面积越多，即损耗越大，印制法可以用多种方法满足电磁阻抗匹配要求，形状渐进，打印密度渐进，涂层厚度渐进，改变微结构渐进以及各种方法的复合。尖锥是最常见的形状渐进，图2中的a-c)显示锥度的增加，d)显示尖锥与微结构的复合，e)和f)代表尖锥和其它形状的复合，g)显示尖锥和波浪线，i)显示不同打印密度与尖锥的复合，j)显示渐变打印密度，k)显示尖锥渐进密度复合，l)显示菱形渐进打印密度，m)显示立体蜂窝和尖锥的复合，在生产时成型尖锥形状的纸折入蜂窝内。印制法拥有无限的设计组合，本发明的权益保护任何设计和印制图案以及厚度变化。

实施例1：600mm高120℃长期使用吸波蜂窝

使用面密度为180g/m²牛皮纸作为基材，需要30m²的阻燃牛皮纸生产1m²的吸波蜂窝材料，其重量约5.6kg，纸幅宽1.25m，生产边长3cm的过拉伸6边形蜂窝，如图1中的d)，蜂窝结构长2.5m，宽1.2m，高1.25m，成形后片切成2块同样大小的各0.6m高的蜂窝。

涂料的导电添加剂电磁损耗油墨配方：电磁损耗添加剂35％，粘结剂30％，溶剂35％。电磁损耗添加剂是由乙炔碳黑和石墨粉以重量比1:1混合而成，粘结剂是改性酚醛，使用醇类为溶剂，高速分散后球磨至粒度小于20μm，调粘度至1000cP。

采用图2中图案d在阻燃牛皮纸上印制电磁损耗油墨，图案d的尖锥上有微结构以控制损耗，阻燃牛皮纸上图案中的电磁损耗油墨的面积充填率为60％，尖锥高度20cm占总高度的三分之一，锥角小于10°，采用连续双面丝网印刷，干燥180℃固化后涂层的等效平均方阻约150欧/□。

使用纸蜂窝连续线生产，采用酚醛节点胶，固化温度180℃。拉伸后浸保护涂层固化定形，使用淡色系的有机硅涂料或阻燃酚醛作为保护涂层，在180℃固化定型后，片切至60cm的高度。

本产品的面密度约7.5kg/m²，是同等性能尖锥吸波材料的40％，1GHz以上至40GHz的垂直入射反射率小于负40dB，连续使用温度为120℃，通风条件好的情况下，功率密度为1000瓦/m²。表面进行强化蒙皮处理后，一般操作人员可站在其上(局部压缩强度大于每平方厘米2kg，单脚底面积大约100平方厘米，所以常人可在其上走动)。在组装前可以折叠，体积仅为拉伸张开时的15％，大大减少运输和储藏时的体积。

实施例2：1200mm低频吸波蜂窝

使用面密度240g/m²以上牛皮纸作为基材，需要40m²牛皮纸生产1m²的吸波蜂窝材料，其重量约10kg，纸幅宽1.5m，生产边长5cm的过拉伸6边形蜂窝，长2.5m，宽1.2m，高1.2m。

电磁损耗油墨配方：电磁损耗添加剂35％，粘结剂30％，溶剂35％。电磁损耗添加剂是由乙炔碳黑和石墨粉以重量比1:1混合而成，粘结剂是改性酚醛，使用醇类为溶剂，高速分散后球磨至粒度小于20μm，调粘度至1000cP。采用图2中印刷图案m，尖锥上有微结构以控制损耗，油墨的平均面积充填率为50％，尖锥高度40cm占总高度的三分之一，锥角小于8°，采用连续双面丝网印刷，干燥180℃固化后涂层的等效平均方阻约120欧/□。

使用纸蜂窝连续线生产，同样采用酚醛节点胶，固化温度180℃。拉伸后将底部的三角形折入蜂窝内并粘合在一起形成尖锥，浸保护涂层固化定形，使用淡色系的有机硅涂料或阻燃酚醛作为保护涂层，在180℃固化定型后，切除边角至120cm的高度。

本产品的面密度约12kg/m²，是同等性能尖锥吸波材料的40％，0.1-0.2GHz垂直入射反射率小于负30dB，0.2GHz以上的垂直入射反射率小于负40dB。本产品的连续使用温度为120℃，通风条件好的情况下，功率密度为800瓦/m²。在组装前可以折叠，体积仅为拉伸张开时的15％，大大减少运输和储藏时的体积。

实施例3：600mm高温吸波蜂窝

使用面密度200g/m²以上玻纤布作为基材，需要31m²的纸生产1m²的吸波蜂窝材料，其重量约6.2kg，布幅宽1.25m，生产边长3cm的过拉伸6边形蜂窝，长2.5m，宽1.2m，高1.25m，成形后片切成2块同样大小的各0.6m高蜂窝。

电磁损耗油墨配方：电磁损耗添加剂35％，粘结剂30％，溶剂35％。电磁损耗添加剂是由乙炔碳黑和石墨粉以重量比1:1混合而成，粘结剂是改性有机硅，使用乙苯为溶剂，高速分散后球磨至粒度小于20μm，调粘度至1000cP。采用图2中印刷图案d，尖锥上有微结构以控制损耗，油墨的面积充填率为60％，尖锥高度20cm占总高度的三分之一，锥角小于10°，采用连续双面丝网印刷，230℃干燥固化后涂层的等效平均方阻约150欧/□。使用纸蜂窝连续线生产，同样采用改性有机硅节点胶，固化温度230℃。拉伸后浸保护涂层固化定形，可使用淡色系的改性有机硅涂料作为保护涂层，在230℃固化定型后，片切至60cm的高度。

本产品的面密度约8.5kg/m²，是同等性能尖锥吸波材料的百分之四十，1GHz以上至40GHz的垂直入射反射率小于负40dB，连续使用温度为200℃以内，通风条件好的情况下，功率密度为2000瓦/m²，瞬间功率密度不大于3000瓦/m²。表面进行强化蒙皮处理后，一般操作人员可站在其上(局部压缩强度大于每平方厘米2kg，单脚底面积大约100平方厘米，所以常人可在其上走动)。在组装前可以折叠，体积仅为拉伸张开时的15％，大大减少运输和储藏时的体积。

本蜂窝可以在600℃氮气中陶瓷化，在强制通风的情况下其使用温度可以达到500℃以及短时间5000瓦/m²。陶瓷化使蜂窝变脆，不适合受力和变形较大的部位。

实施例4：60mm高120℃长期使用吸波蜂窝

使用面密度为20g/m²Nomex纸作为基材，需要20m²的阻燃Nomex纸生产1m²的吸波蜂窝材料，其重量约2kg，纸幅宽1.25m，生产边长0.6cm的波浪蜂窝，如图1中的g)，蜂窝结构长2.5m，宽1.2m，高1.25m，成形后片切成20块同样大小的各0.06m高的蜂窝。

涂料的导电添加剂电磁损耗油墨配方：电磁损耗添加剂35％，粘结剂30％，溶剂35％。电磁损耗添加剂是由乙炔碳黑和石墨粉以重量比1:2混合而成，粘结剂是改性酚醛，使用醇类为溶剂，高速分散后球磨至粒度小于20μm，调粘度至1000cP。

采用图2中图案j在Nomex纸上印制电磁损耗油墨，图案j有微结构以控制损耗，Nomex纸上电磁损耗油墨的面积充填率为从20％，40％，60％，80％，最后增加为100％，各段长度为1.2cm，采用连续双面丝网印刷，干燥180℃固化后涂层的油墨面积充填率100％时的等效平均方阻约150欧/□。

使用航空级纸蜂窝连续线生产蜂窝，采用酚醛节点胶，固化温度180℃。拉伸后浸保护涂层固化定形，使用淡色系的有机硅涂料或阻燃酚醛作为保护涂层，在180℃固化定型后，片切至6cm的高度。

本产品的面密度约4kg/m²，其压缩强度大于2.5MPa，1.2GHz以上至40GHz的垂直入射反射率小于负20dB。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (7)

1.一种微波暗室用吸波材料，其特征在于该材料是由带有电磁损耗图案的柔性基材组装成具有蜂窝结构的产品；电磁损耗油墨在柔性基材上印制电磁损耗图案，或者是利用溅射或沉积法在柔性基材上形成电磁损耗图案，以满足产品的电磁损耗要求；

所述的微波暗室用吸波材料的印制法生产，包括如下步骤：

1）利用电磁仿真软件优化蜂窝结构的设计和选材，选择用于生产产品的柔性基材和产品的蜂窝结构特征；

2）生产电磁损耗油墨，采用该电磁损耗油墨在柔性基材上印制所需的电磁损耗图案，或者是利用溅射或沉积法在柔性基材上形成电磁损耗图案，以满足产品的电磁损耗要求；

所述的电磁损耗油墨即在油墨配方中加入有效量粉末状的电磁损耗添加剂；适合本发明的油墨其等效面电阻范围在10-1000欧/□；

3）用节点胶粘接使已印刷电磁损耗图案的柔性基材组装成预先设计好的蜂窝结构；

4）蜂窝结构的固定和应用。

2.根据权利要求1所述的微波暗室用吸波材料，其特征在于：所述柔性基材选自纸、布、塑料薄膜、柔性泡沫板和由柔性材料粘接起来形成可折叠结构的硬质板，柔性基材的厚度为0.01毫米-20毫米。

3.根据权利要求1或2所述的微波暗室用吸波材料，其特征在于：柔性基材为阻燃牛皮纸、芳纶纸或玻纤布，面密度为20-500g/m²。

4.根据权利要求1所述的微波暗室用吸波材料，其特征在于：电磁损耗油墨主要由粘合剂、电磁损耗添加剂和溶剂组成，电磁损耗添加剂的加入量为电磁损耗油墨总重量的3%-90%。

5.根据权利要求1所述的微波暗室用吸波材料，其特征在于：步骤3）的过程为：用涂胶机在已印刷电磁损耗图案的柔性基材上涂敷节点胶，加热干燥溶剂达到触干，剪切至所需长度，按设计排列柔性基材至所需厚度，得到基材块，然后用高温压机或真空压机加热基材块固化节点胶，用拉伸机拉开基材块形成蜂窝状结构并固定在框架上喷涂或浸涂保护油漆，干燥固化后从框架脱离，将蜂窝分幅至所对应的厚度，得到产品。

6.根据权利要求1所述的微波暗室用吸波材料，其特征在于：电磁损耗添加剂选自导电金属粉、导电陶瓷粉、有机导电高分子粉体、碳黑、石墨粉、碳纤维、碳纳米管、石墨烯、铁氧体、铁镍合金、铁钴合金中的一种或二种以上的组合。

7.根据权利要求1所述的微波暗室用吸波材料，其特征在于：所述的柔性基材为阻燃牛皮纸，电磁损耗油墨的主要材料为改性酚醛树脂，电磁损耗添加剂由石墨粉、导电炭黑和金属粉组成。