CN111961303B - 梯度型微孔宽频吸波材料及其超临界受限发泡式制备方法 - Google Patents

梯度型微孔宽频吸波材料及其超临界受限发泡式制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种梯度型微孔宽频吸波材料及其超临界受限发泡式制备方法。该梯度型微孔宽频吸波材料包括至少两层层叠设置的微孔吸波材料，微孔吸波材料是由吸波介质、聚合物基材和成核剂，经模压成型和超临界二氧化碳一体化受限发泡制备得到。本发明通过超临界二氧化碳一体化受限发泡将吸波介质、聚合物基材和成核剂复合，制成梯度型微孔宽频吸波材料，利用吸波介质自身的结构及吸波性能以及与梯度型微孔结构形成的协同效应，能够实现多频段宽频吸收，具有制备方法简单、成本低、吸波频带宽、吸波频带调控灵活性好的特点。

Description

梯度型微孔宽频吸波材料及其超临界受限发泡式制备方法
技术领域
本发明属于吸波材料制备技术领域，尤其涉及一种梯度型微孔宽频吸波材料及其超临界受限发泡式制备方法。
背景技术
随着电子通讯行业的迅速发展，大量新兴电子电器设备涌入交通、通信、家用电器等生活中的每个角落，为人类的生活提供了极大的便利。但是，它们也会产生不同频率的电磁辐射，给人们的生产生活带来不便。尤其5G时代的到来，通信传输电磁波波长也来到了毫米波，5G基站和5G通信设备数量将以数倍增加。以5G通讯技术为代表的先进通讯技术，将通讯频段从700MHz拓展到6GHz甚至到毫米波。电磁波频率比4G高10倍，频率越高，能量就越高，衰减越快，穿透性越差，散射越少，对人体的伤害越大。此外，在未来高技术、立体化战争中，武器装备随时面临着探测与反探测的严峻挑战。提高军事装备的战术技能，隐身技术已成为未来高技术战争的重要研究课题。随着通讯频率的提升，将通讯基站压缩到了一个手提箱大小，电磁信号之间的干扰增强；而通讯设备信号接收端需要增加新的天线，进一步缩减了接收端的设计空间，电磁信号干扰作用进一步增强。因此，在实际应用中不仅要求吸波材料的厚度较薄，还要求吸波材料的吸收频带更宽。
目前大多数电磁屏蔽材料采用金属、金属纳米线、石墨烯等，虽然实现了高屏蔽值，但大多数电磁波在材料表面被反射，易造成二次污染。为了让一种吸波材料尽可能多的满足多频段电磁波吸收的需求，宽频吸波材料成为解决上述问题的首选方式。
吸波材料研究的关键在于提高吸波的有效频宽、增加最大反射损耗值，并保证吸波材料的宏观尺寸可控。常规吸波材料在厚度、密度、吸收率、吸收频带上会相互制约，同时在微观结构上主要以吸波微粉的选择为主，包括微粉的形状、尺寸大小、微粒核壳结构、添加比例等，对于微结构的可控制造很少涉及。为实现低厚度下的宽频吸波性能，吸波微粒的添加比例高，吸波材料密度大，易导致理化性能差。因此，目前吸波材料在研制方面还存在吸波频带窄、成本高、尺寸控制难度大等问题，使应用范围和商业化受到一定限制。对于如何精确设计和调控吸波材料内部结构，进而得到具有宽频带吸波、轻质、宏观尺寸可控和高效能复合吸波材料仍面临困难和挑战。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种梯度型微孔宽频吸波材料及其超临界受限发泡式制备方法。通过超临界二氧化碳一体化受限发泡将吸波介质、聚合物基材和成核剂复合，制成梯度型微孔宽频吸波材料，利用吸波介质自身的结构及吸波性能以及与梯度型微孔结构形成的协同效应，能够实现多频段宽频吸波，而且制备方法简单、吸波频带调控灵活性好。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种梯度型微孔宽频吸波材料，包括至少两层层叠设置的微孔吸波材料；所述微孔吸波材料包括吸波介质、聚合物基材和成核剂，通过超临界二氧化碳一体化受限发泡制备得到；每一层所述微孔吸波材料中吸波介质的含量不同，以实现不同频段的吸波。
本发明采用超临界二氧化碳一体化受限发泡的方法制备梯度型微孔宽频吸波材料，受限发泡在保证吸波材料尺寸薄的同时，能够阻碍基体内的CO2在薄层中自由扩散，增加CO2的扩散时间，提高孔洞成核密度，并提高吸波材料的力学性能。如此形成的多孔结构有助于提高电磁波的反射损耗几率并降低材料重量，而且通过调控每一层微孔吸波材料中吸波介质的含量，使得每一层的微孔结构吸波频段不同，进而能够实现不同频段的吸波。
进一步的，每一层所述微孔吸波材料中吸波介质的含量为0.5wt％～8wt％；每一层所述微孔吸波材料中成核剂的含量为0wt％～5wt％，且每一层所述微孔吸波材料中成核剂的含量不同；每一层所述微孔吸波材料的厚度为0.5～30mm。通过对厚度、微孔结构、吸波介质和成核剂的种类及含量进行调控，能够实现多层不同频段的宽频吸波，因此吸波频带调控灵活性好。
进一步的，所述吸波介质为碳系吸波材料、纳米吸波材料及手性吸波材料中的一种或多种；所述聚合物基材为丙烯酸树脂、聚氨酯树脂和聚烯烃树脂中的一种或多种；所述成核剂为纳米黏土。通过添加纳米黏土成核剂能够引发异相成核，可以有效调控梯度型吸波材料每一层的微孔结构，包括孔尺寸、孔密度以及微孔均匀性，有助于提高吸波材料的吸收率和宽频吸波。
优选地，所述碳系吸波材料为纳米多孔碳纤维；所述纳米吸波材料为纳米碳化硅粉、纳米氮化硅粉、纳米金属粉和纳米导电聚合物粉中的一种或多种；所述手性吸波材料为螺旋炭纤维和手性导电高聚物中的一种或多种。
通过选用纳米多孔碳纤维作为吸波材料，其纳米尺寸的多孔结构与梯度型微孔宽频吸波材料的微孔结构形成嵌入式多级孔径结构，其量子尺寸效应及界面效应均有助于提高材料的吸波率，并降低反射损耗。选用纳米吸波材料，与聚合物基材界面相容性好，其尺寸远小于雷达波长，对雷达波长的透过率远高于常规材料，大大降低了对雷达波的反射率；纳米吸波材料的比表面积也比常规微粒大，对雷达波和红外光波的吸收率也比常规材料高很多；随着颗粒的细化，颗粒的表面效应和量子尺寸效应变得突出，颗粒的界面极化和多重散射成为重要的吸波机制，量子尺寸效应使纳米颗粒的电子能级发生分裂，其间隔正处于微波能量范围，从而形成新的吸波通道。选用手性吸波材料，调整手性参数比调整介电参数和磁导率容易，可以在较宽的频带上满足无反射要求；且手性材料的频率敏感性比介电常数和磁导率小，容易实现宽频吸收。
上述吸波材料除了具有自身宽频吸波的优势外，当将其通过本发明提供的方法与聚合物基材及成核剂复合，制成梯度型微孔宽频吸波材料时，其自身的结构及吸波性能可以与梯度型微孔结构形成良好的协同效应，从而实现多频段宽频吸波。
一种以上所述的梯度型微孔宽频吸波材料的超临界受限发泡式制备方法，包括以下步骤：
S1.预制薄片：将吸波介质、聚合物基材和成核剂按预设质量比进行共混和造粒，烘干后成型，得到若干组不同质量比的预制薄片；
S2.预制坯体：将步骤S1得到的所述若干组不同质量比的预制薄片层叠设置，然后进行高温模压成型，得到梯度层叠的预制坯体；
S3.受限发泡：将步骤S2得到的所述梯度层叠的预制坯体置于受限装置样品槽内，然后放入高压反应釜内，在预设温度和预设压力下，进行超临界流体受限发泡，得到梯度型微孔宽频吸波材料。
进一步的，在步骤S1中，所述纳米多孔碳纤维、聚合物基材和成核剂的预设质量比为(0.5～10)：(85～99.5)：(0～5)；所述预制薄片的厚度为0.5～30mm。
进一步的，在步骤S1中，所述吸波介质为碳系吸波材料、纳米吸波材料及手性吸波材料中的一种或多种；所述聚合物基材为丙烯酸树脂、聚氨酯树脂和聚烯烃树脂中的一种或多种；所述成核剂为纳米黏土。
进一步的，所述碳系吸波材料为纳米多孔碳纤维，所述纳米多孔碳纤维是由质量比为70：30～90：10的聚丙烯腈和聚甲基丙烯酸甲酯，经静电纺丝、预氧化和炭化处理得到。
进一步的，在步骤S3中，所述预设温度为60～120℃，所述预设压力为7～28MPa。
进一步的，在步骤S3中，所述超临界流体为超临界二氧化碳。
进一步的，在步骤S2中，所述层叠设置的预制薄片还包括设置于任意两个相邻的预制薄片之间的胶黏剂。通过胶黏剂提高相邻两层预制薄片的界面黏附性能，进而提高梯度型微孔宽频吸波材料的力学性能。
有益效果
与现有技术相比，本发明提供的梯度型微孔宽频吸波材料及其超临界受限发泡式制备方法具有如下有益效果：
(1)本发明提供的梯度型微孔宽频吸波材料，包括至少两层层叠设置的微孔吸波材料，通过调控每一层微孔吸波材料中吸波介质的含量，使得每一层的微孔结构不同，进而能够实现不同频段的吸波。通过对厚度、微孔结构、吸波介质和成核剂的种类及含量进行调控，能够实现多层不同频段的宽频吸波，因此吸波频带调控灵活性好。此外，将吸波介质通过本发明提供的方法与聚合物基材及成核剂复合，制成梯度型微孔宽频吸波材料时，其自身的结构及吸波性能可以与梯度型微孔结构形成良好的协同效应，从而促进多频段宽频的吸波。
(2)本发明提供的梯度型微孔宽频吸波材料，采用超临界二氧化碳一体化受限发泡的方法制备梯度型微孔宽频吸波材料。受限发泡在保证吸波材料尺寸薄的同时，能够阻碍基体内的CO2在薄层中自由扩散，增加CO2的扩散时间，提高孔洞成核密度，并提高吸波材料的力学性能。如此形成的多孔结构有助于提高电磁波的反射损耗几率，并降低材料重量。
(3)本发明提供的梯度型微孔宽频吸波材料，优选纳米多孔碳纤维、纳米吸波材料或手性吸波材料为吸波介质，与聚合物基材的界面相容性好，因此加工性能良好。此外，此类吸波材料均能与梯度型微孔宽频吸波材料形成良好的协同效应，例如纳米多孔碳纤维的纳米尺寸的多孔结构能够与梯度型微孔宽频吸波材料的微孔结构形成嵌入式多级孔径结构，其量子尺寸效应及界面效应均有助于提高材料的吸波率，并降低反射损耗。纳米吸波材料颗粒的表面效应和量子尺寸效应变得突出，颗粒的界面极化和多重散射成为重要的吸波机制，量子尺寸效应使纳米颗粒的电子能级发生分裂，其间隔正处于微波能量范围，从而形成新的吸波通道。
(4)本发明结合超临界CO2绿色发泡技术制备得到梯度型微孔结构吸波材料，所需原料均是可产业化生产的，所需技术为成熟的静电纺丝、高分子加工以及超临界流体发泡技术，可操作性和可重复性强，相比于商业化吸波材料，具有成本低、吸波频带宽、吸波频带调控灵活性好的特点。
附图说明
图1为本发明提供的梯度型微孔宽频吸波材料的吸波示意图；
图2为本发明制备的内含吸波介质和成核剂的多层预制坯体示意图；
图3为超临界CO2一体化受限发泡制备梯度型微孔宽频吸波材料的示意图；
图4为本发明提供的梯度型微孔宽频吸波材料SEM图。
具体实施方式
以下将对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
一种梯度型微孔宽频吸波材料，其制备方法包括以下步骤：
S1.预制薄片：将纳米多孔碳纤维、聚甲基丙烯酸甲酯和纳米黏土分别按预设质量比为1：98：1，3：95：2和5：92：3混合，通过双螺杆挤出机(挤出机温度：190～220℃，转速：85r/min)进行共混、造粒，烘干后，经注塑得到三组不同质量比的厚度为0.5mm的预制薄片。通过添加纳米黏土成核剂能够引发异相成核，进一步改善梯度型微孔宽频吸波材料的发泡性能，而且弥散在基材中的纳米粘度的纳米尺寸效应，有助于提高吸波材料的吸收率。
其中，所述纳米多孔碳纤维通过以下步骤制备：
首先将质量比为80％：20％的PAN和PMMA溶解在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，固含量为10％；在磁力搅拌器上于55℃恒温油浴磁力搅拌8小时，并在65℃水浴中静置24小时以消除气泡，得到PAN/PMMA纺丝溶液；然后通过静电纺丝制备得到PAN/PMMA共混纳米纤维。
将上述得到的PAN/PMMA共混纳米纤维原丝放入高温烘箱中进行预氧化反应，得到PAN/PMMA预氧化纤维。预氧化过程中，纤维原丝会在空气气氛下发生一系列化学反应，如：环化、脱氢、氧化等，高温烘箱中流动的空气带走反应所产生的小分子产物。
将PAN/PMMA预氧化纤维放入炭化炉中，在一定的程控温度下进行炭化处理，炭化终止温度为1000℃；并且炉内要通入高纯度氩气，一方面作为保护气，另一方面可以带走炭化过程中的副产物。炭化过程中，纤维中的非C原子(如N、H、O)被大量除去，炭化过程中发生脱N交联等一系列反应，转变为稠环状，形成了碳纤维。
S2.预制坯体：将步骤S1得到的三组不同质量比的预制薄片层叠设置，并在层与层之间加入胶黏剂，然后在特殊定制的成型模具中进行高温模压成型，得到梯度层叠的预制薄片。
S3.受限发泡：请参阅图3所示，将步骤S2得到的所述梯度层叠的预制坯体置于特定受限装置样品槽内，然后放入高压反应釜内，并用CO2气体吹扫多次，排除高压反应釜内的空气；然后向高压反应釜内注入一定量的超临界CO2，在100℃和12MPa下，保持2～4h，进行超临界CO2一体化受限发泡；然后快速泄压，自然冷却后，取出即得到梯度型微孔宽频吸波材料。
采用超临界二氧化碳一体化受限发泡的方法制备梯度型微孔宽频吸波材料，受限发泡在保证吸波材料尺寸薄的同时，能够阻碍基体内的CO2在薄层中自由扩散，增加CO2的扩散时间，提高孔洞成核密度，并提高吸波材料的力学性能。如此形成的多孔结构有助于提高电磁波的反射损耗几率并降低材料重量。
请参阅图1和图2所示，本发明制得的梯度型微孔宽频吸波材料，通过对厚度、微孔结构、吸波介质和成核剂的种类及含量进行调控，得到不同微孔结构的梯度型微孔宽频吸波材料，从而实现多层不同频段的宽频吸波。梯度型微孔宽频吸波材料中嵌入的纳米黏土成核剂能够引发异相成核，可以有效调控梯度型吸波材料每一层的微孔结构，包括孔尺寸、孔密度以及微孔均匀性，有助于提高吸波材料的吸收率和宽频吸波。梯度型微孔宽频吸波材料中嵌入的纳米多孔碳纤维其纳米尺寸的多孔结构与梯度型微孔宽频吸波材料的微孔结构形成嵌入式多级孔径结构，从而形成良好的协同效应；其量子尺寸效应及界面效应均有助于提高材料的吸波率，并降低反射损耗。
请参阅图4所示，可以看出，本实施例得到的梯度型微孔宽频吸波材料是由三层不同孔结构(孔尺寸、孔密度以及微孔均匀性)的微孔吸波材料组成。其中，由上至下依次对应纳米多孔碳纤维、聚甲基丙烯酸甲酯和纳米黏土的质量比为1：98：1，3：95：2和5：92：3。由于每一层微孔吸波材料中纳米多孔碳纤维、聚甲基丙烯酸甲酯和纳米黏土的含量不同，最终得到的每一层的孔尺寸、孔密度以及微孔均匀性也不同，从而有助于提高吸波材料的吸收率和拓宽吸波频段。
实施例2
一种梯度型微孔宽频吸波材料，与实施例1相比，不同之处在于，步骤S1中包括：预制薄片：将纳米多孔碳纤维、聚甲基丙烯酸甲酯和纳米黏土分别按预设质量比为2：97：1，5：93：2和8：88：4混合，通过双螺杆挤出机(挤出机温度：190～220℃，转速：85r/min)进行共混、造粒，烘干后，经注塑得到三组不同质量比的厚度为0.5mm的预制薄片。其他与实施例1大致相同，在此不再赘述。
实施例3
一种梯度型微孔宽频吸波材料，与实施例1相比，不同之处在于，步骤S1中包括：预制薄片：将纳米多孔碳纤维、聚甲基丙烯酸甲酯和纳米黏土分别按预设质量比为1：98：1，3：95：2和5：92：3混合，通过双螺杆挤出机(挤出机温度：190～220℃，转速：85r/min)进行共混、造粒，烘干后，经注塑得到三组不同质量比的厚度为1mm的预制薄片。其他与实施例1大致相同，在此不再赘述。
如实施例1至3所述，通过对预制薄片的厚度、吸波介质和成核剂的含量进行调控，能够得到不同结构参数的微孔结构，从而实现多层不同频段的宽频吸波，因此吸波频带调控灵活性好。
实施例4
一种梯度型微孔宽频吸波材料，与实施例1相比，不同之处在于，步骤S1中包括：预制薄片：将纳米碳化硅粉、聚氨酯树脂和纳米黏土分别按预设质量比为1：98：1，3：95：2和5：92：3混合，通过双螺杆挤出机(挤出机温度：190～220℃，转速：85r/min)进行共混、造粒，烘干后，经注塑得到三组不同质量比的厚度为0.5mm的预制薄片。其他与实施例1大致相同，在此不再赘述。
实施例5
一种梯度型微孔宽频吸波材料，与实施例1相比，不同之处在于，步骤S1中包括：预制薄片：将螺旋碳纤维、聚氨酯树脂和纳米黏土分别按预设质量比为1：98：1，3：95：2和5：92：3混合，通过双螺杆挤出机(挤出机温度：190～220℃，转速：85r/min)进行共混、造粒，烘干后，经注塑得到三组不同质量比的厚度为0.5mm的预制薄片。其他与实施例1大致相同，在此不再赘述。
如实施例1及实施例4和5所述，上述吸波介质均与聚合物基材有良好的相容性，因此加工性能良好。此外此类吸波材料均能与梯度型微孔宽频吸波材料形成良好的协同效应，从而实现多频段宽频吸波。
实施例6
一种梯度型微孔宽频吸波材料，与实施例1相比，不同之处在于，步骤S3中包括：受限发泡：将步骤S2得到的所述梯度层叠的预制坯体置于特定受限装置样品槽内，然后放入高压反应釜内，并用CO2气体吹扫多次，排除高压反应釜内的空气；然后向高压反应釜内注入一定量的超临界CO2，在120℃和10MPa下，保持4～6h，进行超临界CO2一体化受限发泡；然后快速泄压，并将高压反应釜置于冰浴中冷却，取出即得到梯度型微孔宽频吸波材料。
实施例7
一种梯度型微孔宽频吸波材料，与实施例1相比，不同之处在于，步骤S3中包括：受限发泡：将步骤S2得到的所述梯度层叠的预制坯体置于特定受限装置样品槽内，然后放入高压反应釜内，并用CO2气体吹扫多次，排除高压反应釜内的空气；然后向高压反应釜内注入一定量的超临界CO2，在90℃和28MPa下，保持2～4h，进行超临界CO2一体化受限发泡；然后快速泄压，自然冷却后，取出即得到梯度型微孔宽频吸波材料。
如实施例1及实施例6和7所述，通过调控超临界CO2受限发泡的温度、压力及时间，能够对吸波材料的微孔结构及力学强度进行调控，从而得到不同吸波频段和吸波率的梯度型微孔宽频吸波材料。
对比例1
一种微孔宽频吸波材料，与实施例1相比，不同之处在于，所述微孔宽频吸波材料只包含一层微孔吸波材料。即在步骤S1中，将纳米多孔碳纤维、聚甲基丙烯酸甲酯和纳米黏土按预设质量比为1：98：1混合，通过双螺杆挤出机(挤出机温度：190～220℃，转速：85r/min)进行共混、造粒，烘干后，经注塑得到厚度为0.5mm的预制薄片。将该预制薄片受限发泡，得到微孔宽频吸波材料。其他未描述部分与实施例1大致相同，在此不再赘述。
对比例2
一种微孔宽频吸波材料，与对比例1相比，不同之处在于，在步骤S1中，纳米多孔碳纤维、聚甲基丙烯酸甲酯和纳米黏土按预设质量比为3：95：2。其他未描述部分与对比例1大致相同，在此不再赘述。
对比例3
一种微孔宽频吸波材料，与对比例1相比，不同之处在于，在步骤S1中，纳米多孔碳纤维、聚甲基丙烯酸甲酯和纳米黏土按预设质量比为5：92：3。其他未描述部分与对比例1大致相同，在此不再赘述。
对比例4
一种微孔宽频吸波材料，与实施例1相比，不同之处在于，在步骤S3中，采用常规超临界CO2釜压发泡制备梯度型微孔宽频吸波材料，其他与实施例1大致相同，在此不再赘述。
表1实施例1及对比例1-4的性能测试结果
Figure BDA0002580286270000111
从表1可以看出，实施例1的拉伸强度和吸波频宽明显高于对比例4常规发泡的，电磁波最低反射率明显小于对比例4的。说明本发明采用超临界CO2一体化受限发泡，在保证吸波材料尺寸薄的同时，能够阻碍基体内的CO2在薄层中自由扩散，增加CO2的扩散时间，提高孔洞成核密度，从而显著提高该微孔吸波材料的力学强度及吸波率和吸波频宽。实施例1相比对比例1-3的拉伸强度变化不大，但电磁波最低反射率明显小于对比例1-3的，在1GHz-18GHz的有效吸波频宽分别高于对比例1-3的，且高于对比例1-3有效吸波频宽之和。说明本发明通过将多层不同孔结构的吸波材料梯度结合，并通过超临界CO2一体化受限发泡制备成梯度型微孔宽频吸波材料，梯度型多孔吸波结构形成了良好的协同效应，从而显著拓宽有效吸波频宽。
综上所述，本发明提供的梯度型微孔宽频吸波材料，包括至少两层层叠设置的微孔吸波材料，通过调控每一层微孔吸波材料中吸波介质的含量，使得每一层的微孔结构不同，进而能够实现不同频段的吸波。通过对厚度、微孔结构、吸波介质和成核剂的种类及含量进行调控，能够实现多层不同频段的宽频吸波，因此吸波频带调控灵活性好。此外，将吸波介质通过本发明提供的方法与聚合物基材及成核剂复合，制成梯度型微孔宽频吸波材料时，其自身的结构及吸波性能可以与梯度型微孔结构形成良好的协同效应，从而促进多频段宽频的吸波。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种梯度型微孔宽频吸波材料，其特征在于，包括至少两层层叠设置的微孔吸波材料；所述微孔吸波材料包括吸波介质、聚合物基材和成核剂，通过超临界二氧化碳一体化受限发泡制备得到；每一层所述微孔吸波材料中吸波介质的含量不同，以实现不同频段的吸波。
2.根据权利要求1所述的梯度型微孔宽频吸波材料，其特征在于，每一层所述微孔吸波材料中吸波介质的含量为0.5wt%～10wt%；每一层所述微孔吸波材料中成核剂的含量为0wt%～5wt%，且每一层所述微孔吸波材料中成核剂的含量不同；每一层所述微孔吸波材料的厚度为0.5～30mm。
3.根据权利要求1所述的梯度型微孔宽频吸波材料，其特征在于，所述吸波介质为碳系吸波材料、纳米吸波材料及手性吸波材料中的一种或多种；所述聚合物基材为丙烯酸树脂、聚氨酯树脂和聚烯烃树脂中的一种或多种；所述成核剂为纳米黏土。
4.一种权利要求1至3中任一项权利要求所述的梯度型微孔宽频吸波材料的超临界受限发泡式制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.预制薄片：将吸波介质、聚合物基材和成核剂按预设质量比进行共混和造粒，烘干后成型，得到若干组不同质量比的预制薄片；
S2.预制坯体：将步骤S1得到的所述若干组不同质量比的预制薄片层叠设置，然后进行高温模压成型，得到梯度层叠的预制坯体；
S3.受限发泡：将步骤S2得到的所述梯度层叠的预制坯体置于受限装置样品槽内，然后放入高压反应釜内，在预设温度和预设压力下，进行超临界流体受限发泡，得到梯度型微孔宽频吸波材料。
5.根据权利要求4所述的梯度型微孔宽频吸波材料的超临界受限发泡式制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述预制薄片的厚度为0.5～30mm。
6.根据权利要求4或5所述的梯度型微孔宽频吸波材料的超临界受限发泡式制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述吸波介质为碳系吸波材料、纳米吸波材料及手性吸波材料中的一种或多种；所述聚合物基材为丙烯酸树脂、聚氨酯树脂和聚烯烃树脂中的一种或多种；所述成核剂为纳米黏土。
7.根据权利要求6所述的梯度型微孔宽频吸波材料的超临界受限发泡式制备方法，其特征在于，所述碳系吸波材料为纳米多孔碳纤维，所述纳米多孔碳纤维是由质量比为70：30～90：10的聚丙烯腈和聚甲基丙烯酸甲酯，经静电纺丝、预氧化和炭化处理得到；所述纳米多孔碳纤维、聚合物基材和成核剂的预设质量比为（0.5～10）：（85～99.5）：（0～5）。
8.根据权利要求4所述的梯度型微孔宽频吸波材料的超临界受限发泡式制备方法，其特征在于，在步骤S3中，所述预设温度为60～120℃，所述预设压力为7～28MPa。
9.根据权利要求4所述的梯度型微孔宽频吸波材料的超临界受限发泡式制备方法，其特征在于，在步骤S3中，所述超临界流体为超临界二氧化碳。
10.根据权利要求4所述的梯度型微孔宽频吸波材料的超临界受限发泡式制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述层叠设置的预制薄片还包括设置于任意两个相邻的预制薄片之间的胶黏剂。
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