CN111478057B - 电磁波吸收材料、制备方法、应用、涂层及块材 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电磁波吸收材料、制备方法、应用、涂层及块材。电磁波吸收材料包括吸波薄膜阵列，吸波薄膜阵列由多个吸波薄膜沿一预设轴线排布形成，相邻两个吸波薄膜间具有一预设间隔，预设间隔小于入射电磁波的波长；且吸波薄膜阵列中的各吸波薄膜在一预设角度范围内相对于预设轴线倾斜设置，以吸收电磁波。上述电磁波吸收材料，可以在减弱或消除电磁波的反射的同时，更充分地吸收电磁波，满足相应的工程应用需求。

Description

电磁波吸收材料、制备方法、应用、涂层及块材

技术领域

本发明涉及电磁波吸收技术领域，特别是涉及一种电磁波吸收材料、制备方法、应用、涂层及块材。

背景技术

电磁波吸收的研究一直是电磁波领域的热点，电磁波完美吸收体无论在工程应用还是在国防军事中都是非常重要的。

然而，传统的电磁波吸收材料的阻抗不能与空气的阻抗直接匹配，因而在吸收电磁波的同时也在反射较多的电磁波，无法更好地满足相应的工程应用需求。

发明内容

基于此，有必要针对传统的电磁波吸收材料仍存在较多反射电磁波的问题，提供一种改进的电磁波吸收材料。

一种电磁波吸收材料，包括：

吸波薄膜阵列，所述吸波薄膜阵列由多个吸波薄膜沿一预设轴线排布形成，相邻两个吸波薄膜间具有一预设间隔，所述预设间隔小于入射电磁波的波长；且，

所述吸波薄膜阵列中的各吸波薄膜在一预设角度范围内相对于所述预设轴线倾斜设置，以吸收电磁波。

上述电磁波吸收材料，通过设置吸波薄膜阵列并基于电磁互易原理使阵列中的各吸波薄膜在一预设角度范围内相对于所述预设轴线倾斜设置，从而可以更好地减弱或消除电磁波的反射，并更充分地吸收不同方向入射的电磁波，满足相应的工程应用需求。

在其中一个实施例中，所述吸波薄膜阵列中的每一吸波薄膜均以一对应的吸收倾角相对于所述预设轴线倾斜设置，以使所述电磁波吸收材料的电磁波吸收率大于等于90％。

在其中一个实施例中，吸波薄膜具有一预设厚度，所述预设厚度小于等于所述预设间隔的五分之一。

在其中一个实施例中，还包括基体，所述吸波薄膜阵列设于所述基体内部。

在其中一个实施例中，还包括电磁波反射元件，所述电磁波反射元件与所述基体的电磁波出射表面接触设置。

在其中一个实施例中，所述基体的材质包括水、空气、泡沫塑料或有机玻璃中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述电磁波吸收材料满足下列关系式：

0.3λ≤d≤3λ；其中，d表示所述电磁波吸收材料的厚度，λ表示入射电磁波的波长。

本申请还提供一种电磁波吸收材料的制备方法。

一种电磁波吸收材料的制备方法，包括：

提供吸波薄膜阵列，所述吸波薄膜阵列由多个吸波薄膜沿一预设轴线排布形成，相邻两个吸波薄膜间具有一预设间隔，所述预设间隔小于入射电磁波的波长；

获取入射至各吸波薄膜的电磁波相对于所述预设轴线的各第一倾角；

根据所述各第一倾角设置各吸波薄膜相对于所述预设轴线的各第二倾角，以吸收电磁波。

根据电磁互易原理，通过获取入射至各吸波薄膜的电磁波相对于所述预设轴线的各第一倾角可以对应设置各吸波薄膜相对于所述预设轴线的各第二倾角，从而更好地减弱或消除电磁波的反射，并更充分地吸收不同方向入射的电磁波，制备得到吸波效果更佳的电磁波吸收材料。

在其中一个实施例中，每一吸波薄膜的第二倾角均与入射至该吸波薄膜的电磁波的第一倾角关于所述预设轴线对称。

本申请还提供一种如前所述的电磁波吸收材料的应用。

一种电磁波吸收材料的应用，其中相邻两个吸波薄膜间的预设间隔大于30微米，用于吸收无线电波。

上述电磁波吸收材料的应用，吸波薄膜阵列的预设间隔大于30微米，可以更好地减弱或消除无线电波的反射，并更充分地吸收无线电波。

本申请还提供一种如前所述的电磁波吸收材料的应用。

一种电磁波吸收材料的应用，其中相邻两个吸波薄膜间的预设间隔大于1微米且小于等于30微米，用于吸收红外频段的电磁波。

上述电磁波吸收材料的应用，吸波薄膜阵列的预设间隔大于1微米且小于等于30微米，可以更好地减弱或消除红外频段的电磁波的反射，并更充分地吸收红外频段的电磁波。

本申请还提供一种如前所述的电磁波吸收材料的应用。

一种电磁波吸收材料的应用，其中相邻两个吸波薄膜间的预设间隔小于等于1微米，用于吸收可见光频段的电磁波。

上述电磁波吸收材料的应用，吸波薄膜阵列的预设间隔小于等于1微米，可以更好地减弱或消除可见光频段电磁波的反射，并更充分地吸收可见光频段的电磁波。

本申请还提供一种涂层。

一种涂层，包括如前所述的电磁波吸收材料。

上述涂层可以涂覆在不同器件或是驾驶装置的表面，以更好地减弱或消除电磁波的反射，并更充分地吸收电磁波，满足相应的工程应用需求。

本申请还提供一种块材。

一种块材，包括如前所述的电磁波吸收材料。

上述块材，可用于制备不同电子器件和驾驶装置的外壳，也可用于制备具有电磁屏蔽功能的箱体和墙体，以更好地减弱或消除电磁波的反射，并更充分地吸收电磁波，满足相应的工程应用需求。

附图说明

图1为本申请的电磁波吸收材料的结构示意图；

图2为本申请实施例1的电磁波吸收材料的结构示意图；

图3为实施例1的电磁波反射率随入射电磁波的频率以及入射角的变化示意图；

图4为实施例1的电磁波吸收率随入射电磁波的频率以及入射角的变化示意图；

图5为本申请实施例2的电磁波吸收材料的结构示意图；

图6为实施例2的电磁波吸收率随入射电磁波的频率以及入射角的变化示意图；

图7为本申请实施例3的电磁波吸收材料的结构示意图；

图8为实施例3的电磁波反射率随入射电磁波的频率以及入射角的变化示意图；

图9为实施例3的电磁波吸收率随入射电磁波的频率以及入射角的变化示意图；

图10为本申请实施例4的电磁波吸收材料的结构示意图；

图11为实施例4的电磁波吸收率随入射电磁波的频率以及入射角的变化示意图；

图12为本申请实施例5的电磁波吸收材料在电磁波发射源为电偶极天线时的场示意图；

图13示出了本申请又一实施例对太赫兹频段电磁波的吸收率曲线；

图14示出了本申请又一实施例对可见光频段电磁波的吸收率曲线。

图中的相关元件对应编号如下：

100、电磁波吸收材料，10、吸波薄膜阵列，101～104、吸波薄膜，20、基体，30、金属板衬底；

AX、预设轴线；

a、预设间隔，θi、电磁波入射角、θr、电磁波折射角、β1～β2、第一倾角，α1～α2、第二倾角。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的优选实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反的，提供这些实施方式的目的是为了对本发明的公开内容理解得更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”、“周向”以及类似的表述是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

传统电磁波吸收材料主要由以下方法制备：

(1)设计厚度为四分之一波长的增透膜或设计表面微结构(如拥有金字塔状表面的吸波海绵)。这些结构虽然可以实现阻抗匹配来消除反射，进而实现电磁波的完美吸收，且能够实现对较宽频率电磁波的吸收，但是这些结构的厚度往往较大(至少大于等于5λ，λ为入射电磁波的波长)，如吸波海绵的厚度远大于电磁波波长，因而不利于工程应用；

(2)设计电磁超材料和表面等离子体激元。这些方法虽然也可以实现超薄的电磁波完美吸收体，但通常只适用于窄频段的电磁波吸收，且难以做到对电磁波吸收频段的灵活调控。

针对以上方案所存在的缺陷，均是发明人在经过实践并仔细研究后得到的结果。因此，上述问题的发现过程以及下文中本申请实施例针对上述问题所提出的解决方案，都应是发明人在本申请过程中对本申请做出的贡献。

当入射电磁波为横磁波(磁场垂直于页面的电磁波)且以入射角θi入射至某一物体表面时，入射电磁波在法线左侧，可以定义θi＞0，而当入射电磁波在法线右侧，则可以定义θi＜0。根据电磁互易理论，对于θi＞0和θi＜0两种情形，如果θi的绝对值相等，那么这两种情形对应的电磁波反射率就一定相同。

本申请基于上述电磁互易理论提供了一种新型电磁波吸收材料100，不仅可以实现超宽频的阻抗匹配来消除反射，还可以将材料的厚度做的很薄，方便了工程应用，同时还可以对电磁波的吸收效果进行灵活有效地调控。

请参考图1，电磁波吸收材料100包括吸波薄膜阵列10。吸波薄膜阵列10由多个吸波薄膜(如图1示出的吸波薄膜101、102、103、104)沿一预设轴线AX排布形成，该预设轴线AX可以是直线或曲线。相邻两个吸波薄膜(例如图1所示的吸波薄膜101和吸波薄膜102)间具有一预设间隔a，该预设间隔a具体表示为相邻两个吸波薄膜的中心在预设轴线AX上的距离。电磁波吸收材料100可以为一种超材料，其包括多个周期性重复单元，每个周期性重复单元均包括至少一个吸波薄膜，其中预设间隔a小于入射电磁波的波长，以对电磁波施加影响，实现电磁波的吸收。

进一步的，适用的电磁波频率范围满足关系式：f＜c/a，其中f表示入射电磁波的频率，c表示真空中的光速。可以看到，适用的电磁波频率下限可以接近0Hz，而适用的电磁波频率上限主要由预设间隔a决定。通过减小吸波薄膜之间的间隔距离，可以显著提高适用的电磁波频率上限，从而拓宽了电磁波吸收材料100的工作频率范围。

根据电磁互易理论，吸波薄膜阵列10中的各吸波薄膜在一预设角度范围内相对于预设轴线AX倾斜设置，以吸收电磁波。进一步的，该预设角度范围为大于0°小于90°。通过上述方式可以更好地减弱或消除电磁波的反射，并更充分地吸收不同方向入射的电磁波，满足相应的工程应用需求。

另一方面，根据电磁互易理论，每一吸波薄膜还对应具有一吸收效果最佳的吸收倾角，不同吸波薄膜对应的吸收倾角可以相同也可以不同，具体可以由入射至每一吸波薄膜的电磁波与预设轴线AX的倾角确定。

请继续参考图1，以吸波薄膜101为例，当使吸波薄膜101相对于预设轴线AX的倾角α1与入射至吸波薄膜101的电磁波与预设轴线AX所成的倾角β1关于预设轴线AX对称时，即可完美满足电磁互易理论，此时吸波薄膜101相对于预设轴线AX的倾角α1即为吸波薄膜101的吸收倾角。继续通过上述方式得到其他吸波薄膜相对于预设轴线AX的吸收倾角，并以该吸收倾角使各吸波薄膜相对于预设轴线倾斜设置，便可实现电磁波的完美吸收(吸收率大于等于90％接近100％)。

可以理解的是，当吸波薄膜以其吸收倾角附近的角度设置时，也具备较佳的电磁波吸收效果。因此，各吸波薄膜的预设角度范围可进一步限定为每一吸波薄膜对应的吸收倾角附近的角度范围，具体可以是吸收倾角±15°的角度范围。进一步的，可以是吸收倾角±10°的角度范围。更进一步的，可以是吸收倾角±5°的角度范围。再进一步的，可以是吸收倾角±3°的角度范围。每一吸波薄膜的倾角越靠近其对应的吸收倾角，电磁波吸收材料100的吸收效果越好。

特别的，当电磁波正入射至吸波薄膜阵列10(即沿垂直于预设轴线AX的方向入射)时，可使吸波薄膜相对于预设轴线AX具有一85°～90°(不包含90°)的倾角来进行电磁波的吸收，同样可以实现较佳的吸收效果。

在示例性实施方式中，吸波薄膜具有一预设厚度，该预设厚度小于等于预设间隔a的五分之一。通过上述设置可以使吸波薄膜的厚度远小于预设间隔a，从而在电磁波沿平行于吸波薄膜的表面方向入射时，吸波薄膜阵列对电磁波几乎不会施加任何影响，即几乎不会产生反射和吸收，从而基于电磁互易理论，可以进一步保证在吸波薄膜以吸收倾角设置时，电磁波吸收材料100具有较佳的电磁波吸收效果。

在示例性实施方式中，请继续参考图1，电磁波吸收材料100还包括基体20，吸波薄膜阵列10设于基体20的内部。具体的，基体20的材质不限，可以是空气、水等流体，也可以是亚克力板、泡沫塑料等固体，具体可以根据实际的应用场景和需求进行选择。当选择为流体材料时，可以将电磁波吸收材料100作为一种涂层涂覆在不同器件、装置的表面，当选择为固体材料时，可以作为用于电磁屏蔽的块材进行使用，例如该块材可用于制备不同电子器件和驾驶装置的外壳，也可用于制备具有电磁屏蔽功能的箱体和墙体。

需要注意的是，当基体20的相对介电常数与电磁波入射介质的相对介电常数相同或相近时，例如电磁波入射介质为空气(相对介电常数为1)，而基体20为空气或者是泡沫塑料(相对介电常数约为1.05～1.1)时，则可认为电磁波入射至基体20时基本不发生折射，电磁波平行入射时，其传播情况如图2所示。此时入射至吸波薄膜101的电磁波与预设轴线AX的倾角β1与电磁波的入射角互余，对应的吸收倾角α1也与电磁波的入射角互余。

而当基体20的相对介电常数与电磁波入射介质的相对介电常数相差较大时，例如电磁波入射介质为空气(相对介电常数为1)，而基体20为亚克力板(相对介电常数约为2～3)时，则电磁波会在基体20的入射表面处发生折射，电磁波平行入射时，其传播情况如图7所示。此时为使电磁波充分透射进基体20，电磁波的入射角优选为布儒斯特角，而入射至吸波薄膜101的电磁波与预设轴线AX的倾角β1便等于电磁波的入射角，对应的吸收倾角α1也等于电磁波的入射角。

进一步的，如图5所示，电磁波吸收材料100还包括电磁波反射元件30，电磁波反射元件30与基体20的电磁波出射表面接触设置。具体的，电磁波反射元件30可以是金属板、光子晶体板或是能使电磁波发生全反射的电介质板。通过设置电磁波反射元件30可以有效拓宽电磁波吸收材料100的吸收带宽以及吸收角度范围(即电磁波的入射角度范围)。

在示例性实施方式中，电磁波吸收材料满足下列关系式：0.3λ≤d≤3λ；其中，d表示电磁波吸收材料100的厚度，λ表示入射电磁波的波长。d可以是0.3λ、0.6λ、0.9λ、1.2λ、1.5λ、1.8λ、2.1λ2.4λ、2.7λ或3λ。因此本申请的电磁波吸收材料100与传统的电磁波吸收材料相比大大降低了材料厚度，减少了材料的使用和浪费，降低了制备成本。

具体的，当包括基体20时，若基体20的相对介电常数与电磁波入射介质的相对介电常数相同或相近，则可认为电磁波吸收材料100的厚度d即为吸波薄膜阵列10的厚度；而当基体20的相对介电常数与电磁波入射介质的相对介电常数相差较大时，则电磁波吸收材料100的厚度d即为基体20的厚度，因此，为了进一步减小厚度d，可使吸波薄膜的两端分别与基体20的电磁波入射表面以及电磁波出射表面接触，此时电磁波吸收材料100的厚度d仍然可视为等于吸波薄膜阵列10的厚度。进一步的，还可以通过减小倾角α来压缩吸波薄膜阵列10的厚度，具体可以根据实际的应用需求进行设置。需要注意的是，本文所述的“吸收薄膜阵列10的厚度”均指吸波薄膜阵列10整体在垂直于预设轴线AX方向上的厚度。

在示例性实施方式中，所述吸波薄膜阵列由吸波海绵、掺锡氧化铟薄膜、金属薄膜和石墨烯薄膜中的至少一种沿所述预设轴线排布形成。吸波海绵、掺锡氧化铟薄膜、金属薄膜和石墨烯薄膜均具有较佳的吸波性能，但是在其独自应用时，由其制备的材料往往较厚，从而限制了其适用范围。当然，可以理解的是，吸波薄膜阵列中吸波薄膜的材料可以相同，也可以是不同材料间的组合，例如吸波薄膜101和103为吸波海绵，吸波薄膜102为掺锡氧化铟薄膜，吸波薄膜104为金属薄膜。

需要指出的是，当吸波薄膜采用掺锡氧化铟薄膜、金属薄膜或是石墨烯薄膜等这类导电薄膜制备时，吸波薄膜本身的厚度应小于其自身的趋肤深度或与其趋肤深度相当，此时，电磁波在入射至单个吸波薄膜时能够同时存在反射、透射以及吸收的现象。具体的，吸波薄膜满足下列关系式：p≤1.3δ，其中，p表示这类具有导电性质的单个吸波薄膜的厚度，δ表示该吸波薄膜对应工作频率下的趋肤深度。

本申请还提供一种电磁波吸收材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、提供吸波薄膜阵列，吸波薄膜阵列由多个吸波薄膜沿一预设轴线排布形成，相邻两个吸波薄膜间具有一预设间隔，预设间隔小于入射电磁波的波长；此处的预设间隔与前文所述的预设间隔定义相同，此处便不再赘述；

S2、获取入射至各吸波薄膜的电磁波相对于预设轴线的各第一倾角，即图1所示的倾角β1、β2等；

S3、根据所述各第一倾角设置各吸波薄膜相对于预设轴线的各第二倾角，以吸收电磁波；

具体的，此处的第二倾角指处于如前文所述的预设角度范围内的角度。第二倾角可以是吸收倾角±15°范围内的角度，也可以是吸收倾角±10°范围内的角度，还可以是吸收倾角±5°范围内的角度，还可以是吸收倾角±3°范围内的角度。

根据电磁互易原理，通过获取入射至各吸波薄膜的电磁波相对于预设轴线的各第一倾角可以对应设置各吸波薄膜相对于预设轴线的各第二倾角，从而更好地减弱或消除电磁波的反射，并更充分地吸收不同方向入射的电磁波，制备得到吸波效果更佳的电磁波吸收材料。

在示例性实施方式中，每一吸波薄膜的第二倾角均与入射至该吸波薄膜的电磁波的第一倾角关于预设轴线对称。此时，第二倾角即为吸波薄膜的吸收倾角，当每一吸波薄膜均以对应的吸收倾角设置时，可以实现电磁波的完美吸收，进一步保证电磁波的吸收效果。

在示例性实施方式中，在获取入射至各吸波薄膜的电磁波相对于所述预设轴线的各第一倾角之前，还包括：S10、提供基体，吸波薄膜阵列设于基体内部。步骤S10可以在步骤S1之前也可以在步骤S1之后，本申请对此不做限制。通过将吸波薄膜阵列设置在基体内，有利于将吸波薄膜阵列适配至不同的器件、装置，拓宽了本申请电磁波吸收材料的应用范围。

下面参照图2～图12进一步描述可适用于上述实施方式的电磁波吸收材料的具体实施例。

实施例1

以下参照图2至图4描述本申请实施例1的电磁波吸收材料100。图2示出了实施例1的电磁波吸收材料100的结构示意图。

如图2所示，电磁波吸收材料100包括基体20以及设于基体20内部的吸波薄膜阵列10。电磁波入射介质为空气(相对介电常数为1)，基体20的材质也为空气，虚线表示基体20入射表面的法线，吸波薄膜阵列10中的吸波薄膜均为厚度为100μm、方阻值为185Ω的ITO薄膜(掺锡氧化铟薄膜)，吸波薄膜阵列10的厚度(即垂直于预设轴线AX方向上的厚度)为30mm，预设间隔a＝10mm。

当电磁波为平行入射的横磁波且入射角为30°时，对应有各倾角的大小β1＝β2＝α1＝α2＝60°，即各吸波薄膜的吸收倾角均为60°。将各吸波薄膜均以吸收倾角60°相对于预设轴线AX倾斜设置后，通过仿真软件(COMSOLMultiphysics)模拟了电磁波的传播情况，其电磁波反射率随频率和入射角的变化情况由图3示出，电磁波吸收率随频率和入射角的变化情况则由图4示出。

如图3所示，对于0-16GHz的电磁波在入射角θi＝±30°时(此处的±表示入射光线在法线的左右两侧入射，以图2所示为例，法线左侧为正，法线右侧为负)，电磁波反射率都近乎为0。另外，如图4所示，在θi＝30°时，电磁波吸收率几乎为0，而在θi＝-30°时，则有大于等于90％的吸收率，且该吸收效果还具有宽频的特性。如果进一步增加吸收薄膜阵列10的厚度，则电磁波吸收材料100的吸收带宽将进一步拓宽。

实施例2

以下参照图5至图6描述本申请实施例2的电磁波吸收材料100。在本实施例中，为简洁起见，将省略部分与实施例1相同或相似的描述。图5示出了实施例2的电磁波吸收材料100的结构示意图。

如图2所示，电磁波吸收材料100包括基体20以及设于基体20内部的吸波薄膜阵列10，基体20的电磁波出射表面接触设置有金属板衬底30，金属板衬底30可用于反射电磁波。由于基体20以及吸收薄膜阵列10的设置与实施例1相同，此处便不再赘述。

当电磁波为平行入射的横磁波且入射角为30°时，同样通过仿真软件模拟了电磁波的传播情况，其电磁波吸收率随频率和入射角的变化情况由图6示出。

如图6所示，在θi＝±30°时，实施例2的电磁波吸收材料100对入射电磁波均具有大于等于90％的吸收率，且其吸收带宽也得到了一定的拓宽。

实施例3

以下参照图7至图9描述本申请实施例3的电磁波吸收材料100。图7示出了实施例3的电磁波吸收材料100的结构示意图。

如图7所示，电磁波吸收材料100包括基体20以及设于基体20内部的吸波薄膜阵列10。电磁波入射介质为空气(相对介电常数为1)，基体20的材质为亚克力板(相对介电常数为2.6)，吸波薄膜阵列10中的吸波薄膜均为厚度为100μm、方阻值为185Ω的ITO薄膜，吸波薄膜阵列10的厚度(即垂直于预设轴线AX方向上的厚度)为30mm，预设间隔a＝5mm。

当电磁波为平行入射的横磁波且入射角为58.2°时，对应有各倾角的大小β1＝β2＝α1＝α2＝58.2°，即各吸波薄膜的吸收倾角均为58.2°。将各吸波薄膜均以吸收倾角58.2°相对于预设轴线AX倾斜设置后，通过仿真软件模拟了电磁波的传播情况，其电磁波反射率随频率和入射角的变化情况由图8示出，电磁波吸收率随频率和入射角的变化情况则由图9示出。

如图8所示，对于0-16GHz的电磁波在θi＝±58.2°时，电磁波反射率都近乎为0。另外，如图9所示，在θi＝58.2°时，电磁波吸收率几乎为0，而在θi＝-58.2°时，则有大于等于90％的吸收率，且该吸收效果还具有宽频的特性。如果进一步增加吸收薄膜阵列10的厚度，则电磁波吸收材料100的吸收带宽将进一步拓宽。

实施例4

以下参照图10至图11描述本申请实施例4的电磁波吸收材料100。在本实施例中，为简洁起见，将省略部分与实施例3相同或相似的描述。图10示出了实施例4的电磁波吸收材料100的结构示意图。

如图10所示，电磁波吸收材料100包括基体20以及设于基体20内部的吸波薄膜阵列10，基体20的电磁波出射表面接触设置有金属板衬底30，金属板衬底30可用于反射电磁波。由于基体20以及吸收薄膜阵列10的设置与实施例3相同，此处便不再赘述。

当电磁波为平行入射的横磁波且入射角为58.2°时，同样通过仿真软件模拟了电磁波的传播情况，其电磁波吸收率随频率和入射角的变化情况由图11示出。

如图11所示，在θi＝±58.2°时，实施例4的电磁波吸收材料100对入射电磁波均具有大于等于90％的吸收率，且其吸收带宽也得到了一定的拓宽。

实施例5

以下参照图12描述描述本申请实施例5的电磁波吸收材料100。

当电磁波发射源为电偶极天线时，电磁波吸收材料100的内部结构可参照图1，其中吸波薄膜阵列10中的吸波薄膜均为厚度为100μm、方阻值为185Ω的ITO薄膜，吸波薄膜阵列10的厚度为30mm，预设间隔a＝10mm。不过，此时每一吸波薄膜的吸收倾角均不相同，从而可以实现对拥有复杂波前的电磁波的完美吸收。

如图12所示，各吸收薄膜的设置情况由图中的黑色尖头示出。可以看到，通过调整每一吸波薄膜的倾角使其均以对应的吸收倾角设置时，反射波基本没有，而入射波则几乎被电磁波吸收材料100吸收。

本申请还提供以下四种如前文所述的电磁波吸收材料100的应用。

(1)在预设间隔大于30微米时，电磁波吸收材料100可用于吸收无线电波，无线电波包括10KHz至3000GHz频率范围内的电磁波；

具体的，图13示出了本申请又一实施例的电磁波吸收材料100对无线电波的吸收率曲线。本实施例中，电磁波吸收材料100的结构如图2所示，吸波薄膜阵列10中的吸波薄膜均为金属薄膜，且金属薄膜本身的厚度与其自身的趋肤深度相当，吸波薄膜阵列10的预设间隔a＝50μm，吸波薄膜阵列10的厚度(即垂直于预设轴线AX方向上的厚度)为500μm，电磁波入射介质为空气，基体20的相对介电常数为1，各吸波薄膜的吸收倾角均为45°。可以看到，在0.2THz～3THz之间，本实施例的电磁波吸收材料100对无线电波均具有接近100％的吸收率。

(2)在预设间隔大于1微米且小于等于30微米时，电磁波吸收材料100可用于红外频段的电磁波吸收；

(3)在预设间隔小于等于1微米时，电磁波吸收材料100可用于可见光频段的电磁波吸收；

具体的，图14示出了本申请又一实施例的电磁波吸收材料100对可见光频段电磁波的吸收率曲线。本实施例中，电磁波吸收材料100的结构如图2所示，其中吸波薄膜阵列10中的吸波薄膜均为金属薄膜，且金属薄膜本身的厚度与其自身的趋肤深度相当，吸波薄膜阵列10的预设间隔a＝100nm，吸波薄膜阵列10的厚度为1000nm，电磁波入射介质为空气，基体20的相对介电常数为1，各吸波薄膜的吸收倾角均为45°。可以看到，在400nm～1000nm之间，本实施例的电磁波吸收材料100对可见光频段的电磁波均具有接近100％的吸收率。

本申请还提供一种涂层，包括如前文所述的电磁波吸收材料。

上述涂层可以涂覆在不同器件或是驾驶装置(例如汽车、飞机、轮船)的表面，以更好地减弱或消除电磁波的反射，并更充分地吸收电磁波，满足相应的工程应用需求。

本申请还提供一种块材，包括如前文所述的电磁波吸收材料。

上述块材，可用于制备不同电子器件和驾驶装置的外壳，也可用于制备用于电磁屏蔽的箱体和墙体，以更好地减弱或消除电磁波的反射，并更充分地吸收电磁波，满足相应的工程应用需求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种电磁波吸收材料，其特征在于，包括：

吸波薄膜阵列，所述吸波薄膜阵列由多个吸波薄膜沿一预设轴线排布形成，相邻两个吸波薄膜间具有一预设间隔，每个所述吸波薄膜的厚度小于等于所述预设间隔的五分之一，所述预设间隔小于入射电磁波的波长；且，

所述吸波薄膜阵列中的每一吸波薄膜均具有一对应的吸收倾角，每个所述吸波薄膜在对应的吸收倾角±15°的角度范围内相对于所述预设轴线倾斜设置，以吸收电磁波；

其中，当吸波薄膜相对于所述预设轴线的倾角与入射至该吸波薄膜的电磁波与所述预设轴线所成的倾角关于所述预设轴线对称时，该吸波薄膜相对于所述预设轴线的倾角即为该吸波薄膜对应的吸收倾角。

2.根据权利要求1所述的电磁波吸收材料，其特征在于，所述吸波薄膜阵列中的每一吸波薄膜均以一对应的吸收倾角相对于所述预设轴线倾斜设置，以使所述电磁波吸收材料的电磁波吸收率大于等于90%。

3.根据权利要求1所述的电磁波吸收材料，其特征在于，所述吸波薄膜阵列由吸波海绵、掺锡氧化铟薄膜、金属薄膜和石墨烯薄膜中的至少一种沿所述预设轴线排布形成。

4.根据权利要求1所述的电磁波吸收材料，其特征在于，所述吸波薄膜包括导电薄膜，且每个所述导电薄膜的厚度p与该导电薄膜在工作频率下的趋肤深度δ满足下列关系式：p≤1.3δ。

5.根据权利要求1所述的电磁波吸收材料，其特征在于，还包括基体，所述吸波薄膜阵列设于所述基体内部。

6.根据权利要求5所述的电磁波吸收材料，其特征在于，还包括电磁波反射元件，所述电磁波反射元件与所述基体的电磁波出射表面接触设置。

7.根据权利要求5或6所述的电磁波吸收材料，其特征在于，所述基体的材质包括水、空气、泡沫塑料或有机玻璃中的至少一种。

8.根据权利要求1-6任一项所述的电磁波吸收材料，其特征在于，所述电磁波吸收材料满足下列关系式：

0.3λ≤d≤3λ；

其中，d表示所述电磁波吸收材料的厚度，λ表示入射电磁波的波长。

9.一种电磁波吸收材料的制备方法，其特征在于，包括：

提供吸波薄膜阵列，所述吸波薄膜阵列由多个吸波薄膜沿一预设轴线排布形成，相邻两个吸波薄膜间具有一预设间隔，每个所述吸波薄膜的厚度小于等于所述预设间隔的五分之一，所述预设间隔小于入射电磁波的波长；

获取入射至各吸波薄膜的电磁波相对于所述预设轴线的各第一倾角；

根据所述各第一倾角设置各吸波薄膜相对于所述预设轴线的各第二倾角，以吸收电磁波，其中，每一吸波薄膜的第二倾角均与入射至该吸波薄膜的电磁波的第一倾角关于所述预设轴线对称。

10.一种如权利要求1-8任一项所述的电磁波吸收材料的应用，其中相邻两个吸波薄膜间的预设间隔大于30微米，其特征在于，用于吸收无线电波。

11.一种如权利要求1-8任一项所述的电磁波吸收材料的应用，其中相邻两个吸波薄膜间的预设间隔大于1微米且小于等于30微米，其特征在于，用于吸收红外频段的电磁波。

12.一种如权利要求1-8任一项所述的电磁波吸收材料的应用，其中相邻两个吸波薄膜间的预设间隔小于等于1微米，其特征在于，用于吸收可见光频段的电磁波。

13.一种涂层，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的电磁波吸收材料。

14.一种块材，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的电磁波吸收材料。

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