CN108541206A - 一种频带可调的电阻膜型高温超材料吸波体 - Google Patents

一种频带可调的电阻膜型高温超材料吸波体 Download PDF

Info

Publication number
CN108541206A
CN108541206A CN201710140354.XA CN201710140354A CN108541206A CN 108541206 A CN108541206 A CN 108541206A CN 201710140354 A CN201710140354 A CN 201710140354A CN 108541206 A CN108541206 A CN 108541206A
Authority
CN
China
Prior art keywords
absorber
wave
meta materials
resistive film
band
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
Application number
CN201710140354.XA
Other languages
English (en)
Inventor
侯永伸
许宝才
王建江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ordnance Engineering College of PLA
Original Assignee
Ordnance Engineering College of PLA
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ordnance Engineering College of PLA filed Critical Ordnance Engineering College of PLA
Priority to CN201710140354.XA priority Critical patent/CN108541206A/zh
Publication of CN108541206A publication Critical patent/CN108541206A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/62218—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products obtaining ceramic films, e.g. by using temporary supports
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
    • H05K9/0073—Shielding materials
    • H05K9/0081—Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3213—Strontium oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • C04B2235/3227—Lanthanum oxide or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3262—Manganese oxides, manganates, rhenium oxides or oxide-forming salts thereof, e.g. MnO

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)

Abstract

本发明公开了一种频带可调的电阻膜型高温超材料吸波体。该吸波体基于一种具有渐变性尺寸边缘的电阻膜图案，以锰酸锶镧材料作为电阻膜层的主要成分。根据吸波体模型的仿真计算结果，通过工艺手段将方阻值调整，使电阻膜在t1‑t2温度区间的对应方阻值为x1‑x2，所对应的超材料吸波体，反射率低于‑8dB的频段处于8‑12GHz(X波段)，在t3‑t4温度区间内的对应方阻值为x3‑x4，所对应的超材料吸波体，反射率低于‑8dB的频段处于12‑18GHz(Ku波段)。其中t1‑t2和t3‑t4温度区间都在700‑1000℃较高的温度范围内。

Description

一种频带可调的电阻膜型高温超材料吸波体
所属技术领域
本发明涉及一种频带可调的电阻膜型高温超材料吸波体，属于电磁功能材料技术领域。
背景技术
自超材料的概念出现以来，人们针对其各类奇异特性展开了大量研究工作并取得了很好的应用效果，其独特的可设计性被人们逐渐地认识并富有创新性地应用到一些特殊的领域。在吸波材料方面，超材料正有望成为解决一些传统材料弊端的突破点，特别是电阻膜型超材料，通过电阻膜的加载与一定的图案设计，就能够改变整个超材料吸波体的电磁性能，将电磁谐振转化为相对于频率更加稳定的电路谐振，对实现吸波体的宽频吸收有着决定性作用，极大地拓展了超材料吸波体的吸波频带。
但从研究现状看，目前电阻膜型超材料吸波体的研究热点主要是围绕其宽频特性来开展，虽然拓展了吸波频带，但是对于吸波频带的调控性研究较少，设计出的吸波模型往往应用针对性不强，且很难根据应用的需要方便地调整吸波体的吸波频带，因此本专利利用锰酸锶镧(LaxSr1-xMnO3)薄膜材料和氧化铝陶瓷板，基于一种具有渐变性尺寸边缘的电阻膜图案，以改变温度的方式，利用锰酸锶镧材料的温阻特性，实现了超材料吸波体在700-1000℃的高温环境下，其吸波频带在X波段和Ku波段的可调控。
发明内容
本发明的目的提供一种频带可调的电阻膜型超材料吸波体。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
1、制备锰酸锶镧(LaxSr1-xMnO3)薄膜材料，将其温阻特性进行调整，使其在700-1000℃的温度范围内的方阻值包含x1-x2Ω/sq和x3-x4Ω/sq两个子区间，其中x1-x2Ω/sq所对应的温度子区间为t1-t2，x3-x4Ω/sq所对应的温度子区间为t3-t4。其中两个方阻值子区间是根据附图1所示的超材料吸波体的单元结构模型，通过专门的电磁仿真软件计算出来的，能使吸波体反射率低于-8dB的吸波频带分别在X波段和Ku波段。
2、按照附图2所示的规格尺寸制备氧化铝陶瓷板。
3、将锰酸锶镧材料采用丝网印刷的方式，按照步骤1中的图案的30×30阵列印制在步骤2中所制备的氧化铝陶瓷板上。
4、将步骤3中制备出的带电阻膜图案的氧化铝陶瓷板放入1200℃的热处理炉中，高温烧结4小时后，取出待用。
5、将步骤4中烧结后的氧化铝陶瓷基板不带电阻膜图案的另一面，通过超音速火焰喷枪，喷涂上一层耐热不锈钢材料。
本发明具有的有益效果：使超材料吸波体在t1-t2温度区间内的反射率低于-8dB的吸波频带位于8-12GHz(X波段)内，使超材料吸波体在t3-t4温度区间内反射率低于-8dB的吸波频带位于12-18GHz(Ku波段)内。
附图说明
超材料吸波体单元结构模型见附图1，其中p为超材料单元结构的周期长度，设为6mm，a为等腰直角三角形的底边长度，设为5mm，b为三角形之间的间距设为0.2mm，h1为电阻膜的厚度，设为0.08mm，h2为氧化铝的厚度，设为1mm，所h3为不锈钢层的厚度，设为0.1mm。所用氧化铝陶瓷基板的规格尺寸见附图2，其中1为陶瓷基板的长度，设为180mm，w为氧化铝陶瓷基板的宽度，设为180mm，h2为陶瓷基板的厚度，设为1mm，氧化铝的介电常数为εr，设为9.77。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，以下实施例进一步阐明本发明的内容，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定，本领域的技术人员根据上述本发明的内容做出一些非本质的改进和调整，均属于本发明保护范围。
实例1
将以La0.6Sr0.4MnO3为主要成分的电阻膜的方阻值调整为：在700-790℃时，方阻值为241-249Ω/sq，在990-1080℃时方阻值为50-58Ω/sq，将电阻膜浆料印刷在图1所规定的氧化铝陶瓷板上，1200℃高温烧结4小时后，在氧化铝陶瓷板上不带电阻膜图案的另一面，通过超音速火焰喷枪，喷涂上一层耐热不锈钢材料。对其进行高温环境下反射率测试，将温度升高到700-790℃时，反射率低于-8dB的频带为12.4-16.8GHz，处于Ku波段；继续将温度升高到990-1080℃时，反射率低于-8dB的频带为8.2-11.3GHz，处于X波段。
实例2
将以La0.7Sr0.3MnO3为主要成分的电阻膜的方阻值调整为：在920-960℃时，方阻值为241-249Ω/sq，在1050-1150℃时方阻值为50-58Ω/sq，将电阻膜浆料印刷在图1所规定的氧化铝陶瓷板上，1200℃高温烧结4小时后，在氧化铝陶瓷板上不带电阻膜图案的另一面，通过超音速火焰喷枪，喷涂上一层耐热不锈钢材料。对其进行高温环境下反射率测试，将温度升高到920-960℃时，反射率低于-8dB的频带为13.1-17.2GHz，处于Ku波段；继续将温度升高到1050-1150℃时，反射率低于-8dB的频带为8.5-11.1GHz，处于X波段。
实例3
将以La0.8Sr0.2MnO3为主要成分的电阻膜的方阻值调整为：在830-870℃时，方阻值为241-249Ω/sq，在1010-1120℃时方阻值为50-58Ω/sq，将电阻膜浆料印刷在图1所规定的氧化铝陶瓷板上，1200℃高温烧结4小时后，在氧化铝陶瓷板上不带电阻膜图案的另一面，通过超音速火焰喷枪，喷涂上一层耐热不锈钢材料。对其进行高温环境下反射率测试，将温度升高到830-870℃时，反射率低于-8dB的频带为12.6-16.9GHz，处于Ku波段；继续将温度升高到1010-1120℃时，反射率低于-8dB的频带为8.1-11.5GHz，处于X波段。

Claims (4)

1.一种频率可调的电阻膜型高温超材料吸波体，其特征为所用的电阻膜层以锰酸锶镧材料制备，且其在t1-t2的温度区间时，方阻的对应取值在x1-x2区间，反射率低于-8dB的频带处于X波段，其在t3-t4的温度区间时，方阻的对应取值在x3-x4区间，反射率低于-8dB的频带处于Ku波段，其中t1-t2和t3-t4两个温度区间都在700-1000℃的范围内。
2.根据权利要求1所述的超材料吸波体单元结构的尺寸和图案特征为电阻膜图案具有渐变性尺寸边缘，一个单元结构内包含四个关于中心点对称的相互之间有一定间隔的等腰直角三角形。
3.根据权利要求1所述的锰酸锶镧(LaxSr1-xMnO3)材料，其成分化学式中x的取值范围为0.5＜x＜0.9。
4.根据权利要求3所述的电阻膜方阻的两个区间x1-x2和x3-x4的特点为：可以通过所选用的超材料吸波体单元结构的尺寸和图案，能够先在计算机仿真软件上进行仿真计算出来。
CN201710140354.XA 2017-03-05 2017-03-05 一种频带可调的电阻膜型高温超材料吸波体 Pending CN108541206A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710140354.XA CN108541206A (zh) 2017-03-05 2017-03-05 一种频带可调的电阻膜型高温超材料吸波体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710140354.XA CN108541206A (zh) 2017-03-05 2017-03-05 一种频带可调的电阻膜型高温超材料吸波体

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108541206A true CN108541206A (zh) 2018-09-14

Family

ID=63489463

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710140354.XA Pending CN108541206A (zh) 2017-03-05 2017-03-05 一种频带可调的电阻膜型高温超材料吸波体

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108541206A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110190407A (zh) * 2019-05-14 2019-08-30 南京航空航天大学 一种基于电阻膜的宽带吸波器及宽带吸波器阵列
CN110265788A (zh) * 2019-05-29 2019-09-20 杭州电子科技大学 新型二三维结合的双极化带通型雷达吸波体

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110190407A (zh) * 2019-05-14 2019-08-30 南京航空航天大学 一种基于电阻膜的宽带吸波器及宽带吸波器阵列
CN110265788A (zh) * 2019-05-29 2019-09-20 杭州电子科技大学 新型二三维结合的双极化带通型雷达吸波体
CN110265788B (zh) * 2019-05-29 2020-10-09 杭州电子科技大学 新型二三维结合的双极化带通型雷达吸波体

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102718576B (zh) 具有容性周期结构的雷达吸波陶瓷及其制备方法
CN106058483B (zh) 极化稳定的宽频带吸波材料
CN106587987B (zh) C0g微波介质材料及制备方法及陶瓷材料的制备方法
CN208674379U (zh) 一种基于电磁超材料的宽频带太赫兹吸波器
CN108541206A (zh) 一种频带可调的电阻膜型高温超材料吸波体
CN103724023A (zh) 烧结窑炉用承烧板及其制备方法
CN107706538B (zh) 一种耗散型宽频带吸波fss结构及制备方法
CN110190407A (zh) 一种基于电阻膜的宽带吸波器及宽带吸波器阵列
Hettak et al. Flexible polyethylene terephthalate-based inkjet printed CPW-fed monopole antenna for 60 GHz ISM applications
CN102815927A (zh) 一种六铝酸盐高发射率热防护涂层及其制备方法
CN107141021A (zh) 一种x波段电阻膜型高温超材料吸波体
CN110229004A (zh) 一种低温烧结微波介质陶瓷材料及其制备方法
CN105062417B (zh) 一种有机‑无机复合纳米微波吸收材料及其制备方法
CN102320827B (zh) 单层电容器晶界层材料、基片的制作方法、以及单层电容器的方法
CN102683023B (zh) 大功率、微波片式多层瓷介电容器的制备方法
CN109279882A (zh) 一种温度系数可调的硅酸锶铜系介质陶瓷及其制备方法和应用
Wang et al. Dual band‐notched ultra‐wideband antenna with codirectional SRR
Wang et al. A closely located dual-band FSS with frequency stability for multi-frequency communication
CN114603937A (zh) 一种耐高温雷达红外兼容隐身材料及其制备方法
CN105399419B (zh) 一种中介电微波介电陶瓷材料及其制备、使用方法
CN104310999A (zh) 低温烧结x8r型陶瓷电容器介质的制备方法
Yang et al. Design small-size and wide-band T-shaped patch antenna on ceramic substrate
CN107021757A (zh) 一种微波介质陶瓷材料及其制备方法
JP4126460B2 (ja) 広帯域アンテナ
JP4253652B2 (ja) 誘電体磁器組成物及びそれを用いて作製される電子部品並びに積層セラミックコンデンサの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180914