CN112615164A - 一种发泡介质材料的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发泡介质材料的生产方法，包括以下步骤：1)采用表面具有绝缘层的金属丝编织成网状的导体层；2)将步骤1)的导体层固定到发泡的板内部，这样的内部带有导体层的板称之为原板；3)根据导体层的金属丝的编织密度将原板裁切成一个个颗粒结构，并且每个颗粒结构中至少包括2根经纬编织在一起的金属丝。本发泡介质材料的生产方法具有工艺简单、生产效率高、可生产出金属材料分布均匀的颗粒结构，便于生产形成介电特性稳定的龙伯透镜等特点。本发明还提供另一种发泡介质材料的生产方法，该发泡介质材料的生产方法的导体层由金属丝和非金属丝经纬编织而成。

Description

一种发泡介质材料的生产方法

技术领域

本发明涉及介质材料技术领域，特别是一种发泡介质材料的生产方法。

背景技术

龙伯透镜技术，由RKLuneberg于1944年基于几何光学法提出，用作天线和散射体的应用，主要用于快速扫描系统、卫星通信系统、汽车防撞雷达、雷达反射器。

理论上，用于龙伯透镜的介质材料的介电常数从球心到外径应该是从2到1遵从一定的数学规律连续变化。但自然界里不存在这样理想的介质，所以在实际设计中常用分层设计的离散球壳来代替。

为使龙伯透镜的实际性能接近理论性能，目前已经存在多种龙伯透镜的生产方案，如：

CN201510084764.8一种半球龙伯透镜天线的制作方法；

CN201510065135.0一种开孔结构形式龙伯透镜的生产方法；

CN201610015855.0基于新型介质填充方式的极低剖面柱面龙伯透镜天线；

CN201610393370.5龙伯透镜天线的制造方法；

CN201520112992.7一种龙伯透镜天线。

以上技术方案包括有：钻孔的方法，通过孔洞所占材料体积的比例，控制材料的介电常数，但这种方法钻孔密度和精度不易控制，结构复杂，制造难度高、重量大不适合批量生产。

还包括有逐层发泡的方法，以中间球核为基础，逐层包裹逐层发泡，这是目前最常用的获得阶梯介电常数泡沫材料的一种方法，但无论是物理发泡，还是化学发泡，都需要严格控制温度和压力，通常是在高温和高压下生产，由于发泡材料的导热率很低，会形成发泡不均匀的现象。该工艺技术复杂，需要专用设备，成品率低，成本非常高。

名为“AN ARTIFICIAL DIELECTRIC MATERIAL AND A METHOD OFMANUFACTURINGTHE SAME”，公开号为WO2009078807，公开日为2009年6月25日的专利文献公开了一种人造介电材料及其制造方法,这种人造介电材料可以用于制造龙伯透镜。其技术方案主要是将平行布置的长的导电纤维放入到上下两片发泡材料之间，在粘合固定后再将这样的三文治结构的片切割成颗粒，所得的颗粒中即带有短的互相不接触的导电纤维，将这些颗粒随机混合并用粘合剂固定在一起即制得介电常数受控的介电材料。

然而该公开文献所描述的制造方法在实际上生产时存在很大缺陷，由于需要在2片发泡材料之间布设平行设置导电纤维，这样在生产过程中需要对导线纤维进行固定，并且需要严格地控制相邻的2条导电纤维之间的间隔间距，这样的生产方法前期需要花费较长的时间去准备导电纤维的排布工作，使得现有的这种生产介电材料的生产方法存在生产效率低的缺点；另外，这种生产方法生产出来的介电材料中只含有经向或纬向的一种方向布设的导电纤维，这导致用这种介电材料的颗粒粘贴构成龙伯透镜的介电常数层时，同一介电常数层内的有些颗粒的导电纤维只是与水平面垂直，有些颗粒的导电纤维只是与水平面平行，由于颗粒应用时的随机分布，这导致了同一介电常数层中不同的位置介电常数差异较大，也就是说，这样方法制得的颗粒应用时的效果较差。

于是需要对现有的发泡介质材料生产方法进行改进。

发明内容

本发明还提供一种发泡介质材料的生产方法，该发泡介质材料的生产方法具有工艺简单、生产效率高、可生产出金属材料分布均匀的颗粒结构，便于生产形成介电特性稳定的龙伯透镜等优点。

本发泡介质材料的生产方法的技术方案是这样实现的：一种发泡介质材料的生产方法，其特点在于包括以下步骤：

1)采用表面具有绝缘层的金属丝编织成网状的导体层；

2)将步骤1)的导体层固定到发泡的板内部，这样的内部带有导体层的板称之为原板；

3)根据导体层的金属丝的编织密度将原板裁切成一个个颗粒结构，并且每个颗粒结构中至少包括2根经纬编织在一起的金属丝。

将导体层固定到由发泡材料制成的板的内部的一种方法是：先生产出片状的第一发泡板和第二发泡板，在第一发泡板、第二发泡板各自的一面涂上粘合剂，将导体层放置于第一发泡板涂有粘合剂的那一面与第二发泡板涂有粘合剂的那一面之间，第一发泡板与第二发泡板二者粘合，以使得同时将导体层粘合夹置于第一发泡板与第二发泡板之间。这样就构成了“第一发泡板---导体层---第二发泡板”这样的三文治结构，此时第一发泡板与第二发泡板可视为一件整体的发泡板，则导体层相当于固定到了由发泡材料制成的板的内部。

将导体层固定到由发泡材料制成的板的内部的另一种方法是：将导体层平铺在一个用于制作发泡平板的模具的底部，合上模具并注入发泡材料于导体层的上面，然后进行第一次发泡，在第一次发泡完成后导体层即固定在该发泡成型的板上，然后将该板翻过来再放入到另一个用于制作发泡平板的模具中且令固定有导体层的一面朝上，合上模具并注入发泡材料于导体层的上面，然后进行第二次发泡。在第二次发泡完成后导体层即处在两片发泡板之间，则导体层相当于固定到了由发泡材料制成的板的内部。

进一步地，步骤1)中的导体层是采用编织机将金属丝依照经纬编织的方式编织而成的。

再进一步地，步骤1)中的表面具有绝缘层的金属丝均是漆包线。

又再进一步地，步骤1)中的金属丝的直径均在0.01mm～0.5mm范围内。

又还再进一步地，步骤3)中是将原板裁切成长方体或正方体的颗粒结构，颗粒结构的各侧面的每条边长均不超出20mm。

本发泡介质材料的生产方法的技术效果：本发泡介质材料的生产方法采用编织的方式将金属丝编织成网状的导体层，再将导体层固定到发泡的板内部之后再进行裁切的方式，工艺十分简单，将金属丝采用编织的方式构成一个结构稳定性好的导体层，大大减小了生产时金属丝的排布工作，大大提高了生产效率；另外，通过这样的工艺生产出的颗粒结构均至少包括2根经纬编织在一起的金属丝，使本发泡介质材料的生产方法具有工艺简单、生产效率高、可生产出金属材料分布均匀的颗粒结构，便于生产形成介电特性稳定的龙伯透镜等优点。

本发明还提供另一种发泡介质材料的生产方法，该发泡介质材料的生产方法具有工艺简单、生产效率高、可生产出介电常数分布均匀的颗粒结构，便于生产形成介电特性稳定的龙伯透镜等优点。

本发泡介质材料的生产方法的技术方案是这样实现的：一种发泡介质材料的生产方法，其特点在于包括以下步骤：

1)编织形成导体层，所述导体层由若干金属丝和若干非金属丝经纬编织而成，所述金属丝是经向设置的，所述非金属丝是纬向设置的；

2)将步骤1)的导体层固定到发泡的板内部，这样的内部带有导体层的板称之为原板；

3)根据导体层的编织密度将原板裁切成一个个颗粒结构，并且每个颗粒结构中包括至少一根金属丝和至少一根非金属丝，颗粒结构中的金属丝与非金属丝是经纬编织在一起的。

进一步地，步骤1)中的导体层是采用编织机将金属丝和非金属丝依照经纬编织的方式编织而成的。

再进一步地，步骤1)中的金属丝是漆包线。

又再进一步地，步骤1)中的金属丝、非金属丝的直径均在0.01mm～0.5mm范围内。

又还再进一步地，步骤3)中是将原板裁切成长方体或正方体的颗粒结构，颗粒结构的各侧面的每条边长均不超出20mm。

本发泡介质材料的生产方法的技术效果：本发泡介质材料的生产方法采用编织的方式将金属丝与非金属丝编织成网状的导体层，再将导体层固定到发泡的板内部之后再进行裁切的方式，工艺十分简单，将金属丝和非金属丝采用编织的方式构成一个结构稳定性好的导体层，大大减小了生产时金属丝与非金属丝的排布工作，大大提高了生产效率；另外，通过这样的工艺生产出的颗粒结构均包括至少一根金属丝和至少一根非金属丝，非金属丝也是带有一定的介电常数的，因此每个颗粒结构的介电常数相对于现有只设有平行设置的导电纤维的介质材料的介电常数更加均匀，使本发泡介质材料的生产方法具有工艺简单、生产效率高、可生产出介电常数分布均匀的颗粒结构，便于生产形成介电特性稳定的龙伯透镜等优点。

附图说明

图1为实施例1中的原板的结构示意图。

图2为实施例1中的颗粒结构的结构示意图。

图3为实施例2中的原板的结构示意图。

图4为实施例2中的颗粒结构的结构示意图。

附图标记说明：11-金属丝；12-原板；13-颗粒结构；

21-金属丝；22-非金属丝；23-原板；24-颗粒结构。

具体实施方式

实施例1

本实施例是一种发泡介质材料的生产方法，包括以下步骤：

1)采用表面具有绝缘层的金属丝11编织成网状的导体层；如图2所示，步骤1)中的表面具有绝缘层的金属丝11均是漆包线，漆包线的外皮厚度少于0.01mm，可忽略不计，且步骤1)中的金属丝11的直径均在0.01mm～0.5mm范围内，本实施例的金属丝11的直径具体是0.02mm；

2)将步骤1)的导体层固定到发泡的板内部，这样的内部带有导体层的板称之为原板12，原板12的结构如图1所示；将导体层固定到由发泡材料制成的板的内部的方法是：将导体层平铺在一个用于制作发泡平板的模具的底部，合上模具并注入发泡材料于导体层的上面，然后进行第一次发泡，在第一次发泡完成后导体层即固定在该发泡成型的板上，然后将该板翻过来再放入到另一个用于制作发泡平板的模具中且令固定有导体层的一面朝上，合上模具并注入发泡材料于导体层的上面，然后进行第二次发泡。在第二次发泡完成后导体层即处在两片发泡板之间，则导体层相当于固定到了由发泡材料制成的板的内部；

3)如图1所示，根据导体层的金属丝11的编织密度将原板12裁切成一个个颗粒结构13，并且每个颗粒结构13中至少包括2根经纬编织在一起的金属丝11；颗粒结构13如图2所示，步骤3)中是将原板12裁切成正方体的颗粒结构13，颗粒结构13的各侧面的每条边长均不超出20mm，本发泡介质材料的生产方法生产出的颗粒结构13的各侧面的边长具体是6mm。本发泡介质材料的生产方法将金属丝11采用编织的方式构成一个结构稳定性好的导体层，大大减小了生产时金属丝11的排布工作，大大提高了生产效率；另外，通过这样的工艺生产出的颗粒结构13均至少包括2根经纬编织在一起的金属丝11，使本发泡介质材料的生产方法具有工艺简单、生产效率高、可生产出金属材料分布均匀的颗粒结构13，便于生产形成介电特性稳定的龙伯透镜等优点。

为了进一步提高本发泡介质材料的生产方法的生产效率，如图1、图2所示，步骤1)中的导体层是采用编织机将金属丝11依照经纬编织的方式编织而成的。

如图1所示，步骤1)的金属丝11在编织过程中，相邻的2根经向编织的金属丝11之间的编织间距、相邻的2根纬向编织的金属丝11之间的编织间距均是A；在步骤3)中，在将原板12裁切成一个个颗粒结构13之前，先对原板12的四周边进行裁切修边，原板12的各侧边的修边间距D为编织间距A的一半；步骤3)中在将原板12进行切粒的切法是经向加纬向的切法，相邻的经向的两刀的间距和相邻的纬向的两刀的间距均为B，裁切间距B可根据导体层的金属丝11编织密度和使用需要的介电常数来确定，裁切间距B为编织间距A的N倍，N为整数；例如：在需要得到导体层具有交叉的2根金属丝11的颗粒结构13时，裁切间距B＝编织间距A；颗粒结构13中导体层的金属丝11组合成如图1、图2所示的井字形结构的形状，这时切粒的裁切间距B＝2*编织间距A；通过对原板12进行特定的修边间距D修边后再进行切粒的方式，这样步骤3)中在将原板12进行切粒时可连续且不浪费地进行切粒，大大提高了切粒效率。

实施例2

本实施例也是一种发泡介质材料的生产方法，包括以下步骤：

1)编织形成导体层，所述导体层由若干金属丝21和若干非金属丝22经纬编织而成，如图4所示，所述金属丝21是经向设置的，所述非金属丝22是纬向设置的；步骤1)中的金属丝21是漆包线，漆包线的外皮厚度少于0.01mm，可忽略不计；且步骤1)中的金属丝21、非金属丝22的直径均在0.01mm～0.5mm范围内，本实施例的金属丝21、非金属丝22的直径具体均是0.05mm；

2)将步骤1)的导体层固定到发泡的板内部，这样的内部带有导体层的板称之为原板23,原板23的结构如图3所示；将导体层固定到由发泡材料制成的板的内部的方法是：先生产出片状的第一发泡板和第二发泡板，在第一发泡板、第二发泡板各自的一面涂上粘合剂，将导体层放置于第一发泡板涂有粘合剂的那一面与第二发泡板涂有粘合剂的那一面之间，第一发泡板与第二发泡板二者粘合，以使得同时将导体层粘合夹置于第一发泡板与第二发泡板之间。这样就构成了“第一发泡板---导体层---第二发泡板”这样的三文治结构，此时第一发泡板与第二发泡板可视为一件整体的发泡板，则导体层相当于固定到了由发泡材料制成的板的内部；

3)根据导体层的编织密度将原板23裁切成一个个颗粒结构24，并且每个颗粒结构24中包括至少一根金属丝21和至少一根非金属丝22，颗粒结构24中的金属丝21与非金属丝22是经纬编织在一起的，本实施例对原板23的裁切方式与实施例1的相同；如图4所示，步骤3)中是将原板23裁切成正方体的颗粒结构24，颗粒结构24的各侧面的每条边长均不超出20mm，本发泡介质材料的生产方法生产出的颗粒结构24的各侧面的边长具体是8mm。

为了形成导体层的生产效率更高，如图3、图4所示，步骤1)中的导体层是采用编织机将金属丝21和非金属丝22依照经纬编织的方式编织而成的。

Claims (10)

1.一种发泡介质材料的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)采用表面具有绝缘层的金属丝编织成网状的导体层；

2)将步骤1)的导体层固定到发泡的板内部，这样的内部带有导体层的板称之为原板；

3)根据导体层的金属丝的编织密度将原板裁切成一个个颗粒结构，并且每个颗粒结构中至少包括2根经纬编织在一起的金属丝。

2.根据权利要求1所述的一种发泡介质材料的生产方法，其特征在于：步骤1)中的导体层是采用编织机将金属丝依照经纬编织的方式编织而成的。

3.根据权利要求1所述的一种发泡介质材料的生产方法，其特征在于：步骤1)中的表面具有绝缘层的金属丝均是漆包线。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种发泡介质材料的生产方法，其特征在于：步骤1)中的金属丝的直径均在0.01mm～0.5mm范围内。

5.根据权利要求1所述的一种发泡介质材料的生产方法，其特征在于：步骤3)中是将原板裁切成长方体或正方体的颗粒结构，颗粒结构的各侧面的每条边长均不超出20mm。

6.一种发泡介质材料的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)编织形成导体层，所述导体层由若干金属丝和若干非金属丝经纬编织而成，所述金属丝是经向设置的，所述非金属丝是纬向设置的；

2)将步骤1)的导体层固定到发泡的板内部，这样的内部带有导体层的板称之为原板；

3)根据导体层的编织密度将原板裁切成一个个颗粒结构，并且每个颗粒结构中包括至少一根金属丝和至少一根非金属丝，颗粒结构中的金属丝与非金属丝是经纬编织在一起的。

7.根据权利要求6所述的一种发泡介质材料的生产方法，其特征在于：步骤1)中的导体层是采用编织机将金属丝和非金属丝依照经纬编织的方式编织而成的。

8.根据权利要求6所述的一种发泡介质材料的生产方法，其特征在于：步骤1)中的金属丝是漆包线。

9.根据权利要求6或7或8所述的一种发泡介质材料的生产方法，其特征在于：步骤1)中的金属丝、非金属丝的直径均在0.01mm～0.5mm范围内。

10.根据权利要求6所述的一种发泡介质材料的生产方法，其特征在于：步骤3)中是将原板裁切成长方体或正方体的颗粒结构，颗粒结构的各侧面的每条边长均不超出20mm。

Images