CN113185829A - 一种宽频段太赫兹吸波材料及其制备方法 - Google Patents

一种宽频段太赫兹吸波材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113185829A
CN113185829A CN202110620856.9A CN202110620856A CN113185829A CN 113185829 A CN113185829 A CN 113185829A CN 202110620856 A CN202110620856 A CN 202110620856A CN 113185829 A CN113185829 A CN 113185829A
Authority
CN
China
Prior art keywords
absorbing material
terahertz wave
wave
terahertz
rubber
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.)
Granted
Application number
CN202110620856.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113185829B (zh
Inventor
顾兆栴
樊迪刚
刘毅
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.)
Nanjing Xingyuanyuan New Material Technology Co ltd
Original Assignee
Suzhou Xingyuanyuan New Material Technology Co ltd
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 Suzhou Xingyuanyuan New Material Technology Co ltd filed Critical Suzhou Xingyuanyuan New Material Technology Co ltd
Priority to CN202110620856.9A priority Critical patent/CN113185829B/zh
Publication of CN113185829A publication Critical patent/CN113185829A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113185829B publication Critical patent/CN113185829B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/04Carbon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/04Carbon
    • C08K3/041Carbon nanotubes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/04Carbon
    • C08K3/042Graphene or derivatives, e.g. graphene oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/011Nanostructured additives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明公开了一种宽频段太赫兹吸波材料及其制备方法,属于太赫兹吸波材料领域。所述吸波材料为以橡胶材料为基材,以纳米级碳基吸收剂为太赫兹吸收剂,具有粗糙表面的材料。通过将橡胶材料与纳米级碳基吸收剂进行复合,用模具压制成型,使其具有粗糙表面,制得太赫兹吸波材料。本发明所制得的太赫兹吸波材料具有厚度薄、质量轻、粘贴使用方便的特点,并且具有0.1‑4THz的宽频带吸收性能,在1.45THz处的反射率达到‑38.7dB,具有广阔的应用前景。

Description

一种宽频段太赫兹吸波材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及太赫兹吸波材料领域,特别是涉及一种宽频段太赫兹吸波材料及其制备方法。
背景技术
太赫兹(THz)波或称为太赫兹射线是从上个世纪80年代中后期才被正式命名的,在此之前科学家们将其统称为远红外射线。太赫兹波是指频率在0.1THz到10THz范围的电磁波,波长在3mm到0.03mm范围,介于微波与红外之间。太赫兹是一种新的、有很多独特优点的辐射源,太赫兹技术是一个非常重要的交叉前沿领域,给技术创新、国民经济发展和国家安全提供了一个非常诱人的机遇。
THz技术之所以能够引起人们广泛的关注、有如此之多的应用,首先是因为物质的太赫兹光谱包含着非常丰富的物理和化学信息,所以研究物质在该波段的电磁波谱,对于物质结构的探索具有重要意义;其次是因为太赫兹脉冲光源与传统光源相比具有很多独特的性质。人们关注THz技术的原因是THz射线普遍存在,是人们认识自然界的有效线索和工具。但是相对于其他波段的电磁波比如红外和微波,对它的认识和应用非常匮乏。
太赫兹的独特性能给通信、雷达、电子对抗、电磁武器、天文学、医学成像、无损检测、安全检查等领域带来了深远的影响。由于太赫兹的频率很高,所以其空间分辨率也很高;又由于它的脉冲很短(皮秒量级),所以具有很高的时间分辨率。太赫兹成像技术和太赫兹波谱技术由此构成了太赫兹应用的两个主要关键技术。同时,由于太赫兹能量很小,不会对物质产生破坏作用,所以与X射线相比更具有优势。另外,由于生物大分子的振动和转动频率的共振频率均在太赫兹波段,因此太赫兹在粮食选种,优良菌种的选择等农业和食品加工行业有着良好的应用前景。
太赫兹的应用仍然在不断的开发研究当中,其广袤的科学前景为世界所公认,针对太赫兹吸波材料的研究,目前国内外也在火热的进行中。由于特殊的太赫兹波谱特性,常规的一些电磁吸波材料由于太赫兹波长较短,表面反射加强,使得其吸收性能下降;另外由于太赫兹器件的小型化,对于吸波材料的尺寸要求也需要更薄、更轻,常规的聚氨酯角锥吸波材料存在体积大、一些金属及其氧化物吸收剂的材料存在重量重等问题;目前流行的超材料(Metamaterial)吸波材料在太赫兹波段的吸收性能不足,吸收机理主要依靠材料的谐振,其吸收带宽窄等等诸多问题都使得其在太赫兹吸波的使用中面临较多挑战。
中国专利CN 104774472 A公开了一种超宽频带太赫兹吸波材料,并具体公开了“其特征在于形状为若干个沿四棱锥的底边无间距排列在底座上或若干个三棱柱沿着三棱柱的侧棱无间距排列在底座上,所述的超宽带吸波材料的组成为闭孔高分子材料和吸波粉末。所述的吸波粉末为磁性金属粉末或金属氧化物粉末”。但是,按照此方法制作出来的太赫兹吸波材料具有重量重,四棱锥或三棱锥的排列造成表面易于落尘,以及由于太赫兹的波长很短会对其性能会造成影响等缺点。另外在高频太赫兹阶段,磁性粉末或金属氧化物粉末电磁场高频响应迟钝,其对太赫兹波的吸收性能指标严重下降,根本无法达到其所记载的效果。
开发一种柔性、厚度小、重量轻、吸收性能好、易于安装在不规则表面、耐环境性能优良的宽频段太赫兹吸波材料,是目前亟需解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种宽频段太赫兹吸波材料及其制备方法,以解决上述现有技术存在的问题,使其具有柔性、厚度小、重量轻、吸收性能好、易于安装在不规则表面和耐环境性能优良的特点。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
本发明目的之一是提供一种太赫兹吸波材料,所述吸波材料为以橡胶材料为基材,以纳米级碳基吸收剂为太赫兹吸收剂,具有粗糙表面的材料。
进一步地,所述粗糙表面以倒圆锥或倒四棱锥形状的单元均匀分布。
进一步地,所述圆锥的直径、四棱锥的底部边长为1-1.5mm;所述圆锥或四棱锥的深度为0.3-1mm。
进一步地,所述橡胶材料为聚氨酯橡胶。
进一步地,所述纳米级碳基吸收剂为炭黑、炭纳米管、石墨或石墨烯中的一种或几种。
进一步地,所述吸波材料的厚度为0.65-1.21mm。
本发明目的之二是提供一种上述太赫兹吸波材料的制备方法,包括如下步骤:将橡胶材料与纳米级碳基吸收剂进行复合,用模具压制成型,使其具有粗糙表面,制得太赫兹吸波材料。
进一步地,橡胶材料与吸收剂进行复合前还包括将橡胶材料进行塑炼的步骤。
进一步地,所述纳米级碳基吸收剂与橡胶材料的质量比为(12.2-26.6):100。
本发明公开了以下技术效果:
(1)碳基吸收剂为电阻和介电损耗性吸收剂,纳米级碳基吸收剂具有纳米尺度,具有良好的太赫兹高频响应,产生电磁波能量损耗,在太赫兹频段吸收性能好;
(2)本发明采用碳基吸收剂作为太赫兹吸收剂,依靠纳米级碳基材料的太赫兹高频物性,对太赫兹的高频响应速度快、吸收性能好的特点,以及通过采用粗糙表面,实现了良好的自由空间抗阻匹配,使所制备的吸波材料柔软、厚度薄、质量轻、粘贴使用方便、具有0.1-4THz的宽频带吸收性能,在1.45THz处的反射率达到-38.7dB,具有广阔的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明吸波材料的制备工艺流程图;
图2为实施例1制得的太赫兹吸波材料的实物图;
图3为实施例2制得的太赫兹吸波材料的实物图;
图4为实施例1制得的太赫兹吸波材料的反射率性能曲线图;
图5为实施例2制得的太赫兹吸波材料的反射率性能曲线图;
图6为对比例1制得的太赫兹吸波材料的反射率性能曲线图;
图7为对比例3制得的太赫兹吸波材料的反射率性能曲线图;
图8为对比例4制得的太赫兹吸波材料的反射率性能曲线图。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式,该详细说明不应认为是对本发明的限制,而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式,并非用于限制本发明。另外,对于本发明中的数值范围,应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明,否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料,但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入,用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时,以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下,可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化,这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等,均为开放性的用语,即意指包含但不限于。
本发明中所述的“份”如无特别说明,均按质量份计。
实施例1
按图1所示的工艺流程制备300mm×300mm大小,厚度为0.85mm的太赫兹吸波材料,具体工艺流程如下:
配料:按质量份称取原料:抗氧剂KY-405 1份,吸收剂(乙炔炭黑)24.2份,硬脂酸1份,聚氨酯胶生胶100份,偶联剂(硅烷偶联剂A-151)3份,硫化剂(2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷)3份,交联助剂(三烯丙基氰脲酸酯TAC)2份。
塑炼:将聚氨酯胶生胶100份塑炼,使其包住前辊,多次打三角包,加入硬脂酸,共塑炼15min。
混炼:在室温条件下,开冷却水,先将辊距调节至(2.5±0.5)mm,将塑炼后的聚氨酯胶生胶里逐步加入吸收剂乙炔炭黑,直至所有吸收剂及其漏料都被吃进,然后逐步加入抗氧剂、偶联剂和硫化剂,直至所有漏料都被吃进;将辊距调节至(1±0.5)mm,不断翻炼;把辊距调至(1±0.5)mm,打三角包与薄通交叉进行,各5次。
出胶片:开冷却水,根据产品厚度(0.85mm)、宽度(300mm)要求调节辊距和挡胶板。出片后称量胶料的总重量,并按300mm×300mm进行剪裁,放在铺有脱模纸的平整、洁净平台上冷却至室温,停放4h之后进行热压。
热压:将规定重量的混炼胶片放到模腔中间位置,混炼胶片质量为理论量的115%,模具下表面具有连续的四棱锥凸起(所述四棱锥的边长为1.0mm,深度为0.6mm),模具上表面为光滑的平面。预压放气:从放料到模具里开始在1min时间内,预压和放气3次,预压压力(表压)为3.0MPa。热硫化:温度/时间为(155±5)℃/20min,压力为6.0MPa。
脱模:到达热压时间后,立即开启压机,把产品从模腔里脱出,脱模不畅时,可借助于软质的竹片或聚四氟乙烯薄片把橡胶制品脱出来,注意防止损伤产品和模具涂层。脱模的橡胶制品小心平放到铺有聚四氟乙烯玻璃布的平整台面上冷却,橡胶制品之间也需要聚四氟乙烯玻璃布隔离,防止粘连。
包装:按技术条件要求进行检验,并对每片吸波贴片用塑料袋独立包装,平整放入包装盒和包装箱内。包装件应贮存在通风良好的仓库内,保持干燥,防止日光直接照射,远离热源和辐射源。
结果:所制得的太赫兹吸波材料表面粗糙,以倒四棱锥形状的单元均匀分布,所述倒四棱锥的边长为1.0mm,四棱锥的深度为0.6mm;所制得的太赫兹吸波材料大小为300mm×300mm,厚度为0.85mm,质量为78.6g,对1.45THz的反射率达到-38.6dB。
所制得的太赫兹吸波材料的实物图如图2所示,反射率性能曲线图如图4所示;由图4可以看出,所制得的太赫兹吸波材料具有0.1-4.0THz的宽频带吸收性能。
实施例2
按图1所示的工艺流程制备300mm×300mm大小,厚度为1.21mm的太赫兹吸波材料,具体工艺流程如下:
配料:按重量份称取原料:抗氧剂KY-405 1份,吸收剂(乙炔炭黑)26.6份,硬脂酸1份,聚氨酯胶生胶100份,偶联剂(硅烷偶联剂A-151)3份,硫化剂(2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷)3份,交联助剂(三烯丙基氰脲酸酯TAC)2份。
塑炼:将聚氨酯胶生胶100份塑炼,使其包住前辊,多次打三角包,加入硬脂酸,共塑炼15min。
混炼:在室温条件下,开冷却水,先将辊距调节至(2.5±0.5)mm,将塑炼后的聚氨酯胶生胶里逐步加入吸收剂乙炔炭黑,直至所有吸收剂及其漏料都被吃进,然后逐步加入抗氧剂、偶联剂和硫化剂,直至所有漏料都被吃进;将辊距调节至(1±0.5)mm,不断翻炼;把辊距调至(1.2±0.5)mm,打三角包与薄通交叉进行,各5次。
出胶片:开冷却水,根据产品厚度(1.2mm)、宽度(300mm)要求调节辊距和挡胶板。出片后称量胶料的总重量,并按300mm×300mm进行剪裁,放在铺有脱模纸的平整、洁净平台上冷却至室温,停放4h之后进行热压。
热压:将规定重量的混炼胶片放到模腔中间位置,混炼胶片质量为理论量的115%,模具下表面具有连续的四棱锥凸起(所述四棱锥的边长为1.0mm,深度为0.8mm),模具上表面为光滑的平面。预压放气:从放料到模具里开始在1min时间内,预压和放气3次,预压压力(表压)为3.0MPa。热硫化:温度/时间为(155±5)℃/20min,压力为6.0MPa。
脱模:到达热压时间后,立即开启压机,把产品从模腔里脱出,脱模不畅时,可借助于软质的竹片或聚四氟乙烯薄片把橡胶制品脱出来,注意防止损伤产品和模具涂层。脱模的橡胶制品小心平放到铺有聚四氟乙烯玻璃布的平整台面上冷却,橡胶制品之间也需要聚四氟乙烯玻璃布隔离,防止粘连。
包装:按技术条件要求进行检验,并对每片吸波贴片用塑料袋独立包装,平整放入包装盒和包装箱内。包装件应贮存在通风良好的仓库内,保持干燥,防止日光直接照射,远离热源和辐射源。
结果:所制得的太赫兹吸波材料表面粗糙,以倒四棱锥形状的单元均匀分布,所述四棱锥的底部边为1.0mm,四棱锥的深度为0.8mm;所制得的太赫兹吸波材料大小为300mm×300mm,厚度为1.21mm,质量为117.9g,对1.45THz的反射率达到-38.7dB。
所制得的太赫兹吸波材料的实物图如图3所示,反射率性能曲线图如图5所示;由图5可以看出,所制得的太赫兹吸波材料同样具有0.1-4THz的宽频带吸收性能。
实施例3
按图1所示的工艺流程制备300mm×300mm大小,厚度为0.65mm的太赫兹吸波材料,具体工艺流程如下:
配料:按质量份称取原料:抗氧剂KY-405 1份,吸收剂(炭黑和石墨烯按质量比1:1混合)19.4份,硬脂酸1份,聚氨酯胶生胶100份,偶联剂(硅烷偶联剂A-151)3份,硫化剂(2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷)3份,交联助剂(三烯丙基氰脲酸酯TAC)2份。
塑炼:将聚氨酯胶生胶100份塑炼,使其包住前辊,多次打三角包,加入硬脂酸,共塑炼15min。
混炼:在室温条件下,开冷却水,先将辊距调节至(2.5±0.5)mm,将塑炼后的聚氨酯胶生胶里逐步加入吸收剂乙炔炭黑,直至所有吸收剂及其漏料都被吃进,然后逐步加入抗氧剂、偶联剂和硫化剂,直至所有漏料都被吃进;将辊距调节至(1±0.5)mm,不断翻炼;把辊距调至(1±0.5)mm,打三角包与薄通交叉进行,各5次。
出胶片:开冷却水,根据产品厚度(0.65mm)、宽度(300mm)要求调节辊距和挡胶板。出片后称量胶料的总重量,并按300mm×300mm进行剪裁,放在铺有脱模纸的平整、洁净平台上冷却至室温,停放4h之后进行热压。
热压:将规定重量的混炼胶片放到模腔中间位置,混炼胶片质量为理论量的115%,模具下表面具有连续的圆锥凸起(所述圆锥的直径为1mm,深度为0.5mm),模具上表面为光滑的平面。预压放气:从放料到模具里开始在1min时间内,预压和放气3次,预压压力(表压)为3.0MPa。热硫化:温度/时间为(155±5)℃/20min,压力为6.0MPa;
脱模:到达热压时间后,立即开启压机,把产品从模腔里脱出,脱模不畅时,可借助于软质的竹片或聚四氟乙烯薄片把橡胶制品脱出来,注意防止损伤产品和模具涂层。脱模的橡胶制品小心平放到铺有聚四氟乙烯玻璃布的平整台面上冷却,橡胶制品之间也需要聚四氟乙烯玻璃布隔离,防止粘连;
包装:按技术条件要求进行检验,并对每片吸波贴片用塑料袋独立包装,平整放入包装盒和包装箱内。包装件应贮存在通风良好的仓库内,保持干燥,防止日光直接照射,远离热源和辐射源。
结果:所制得的太赫兹吸波材料表面粗糙,以倒圆锥形状的单元均匀分布,所述倒圆锥的直径为1mm,深度为0.5mm;所制得的太赫兹吸波材料大小为300mm×300mm,厚度为0.65mm,质量为53.3g,对1.45THz的反射率达到-30.43dB;
实施例4
按图1所示的工艺流程制备300mm×300mm大小,厚度为1.13mm的太赫兹吸波材料,具体工艺流程如下:
配料:按质量份称取原料:抗氧剂KY-405 1份,吸收剂(碳纳米管)12.2份,硬脂酸1份,聚氨酯胶生胶100份,偶联剂(硅烷偶联剂A-151)3份,硫化剂(2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷)3份,交联助剂(三烯丙基氰脲酸酯TAC)2份;
塑炼:将聚氨酯胶生胶100份塑炼,使其包住前辊,多次打三角包,加入硬脂酸,共塑炼15min;
混炼:具体为:在室温条件下,开冷却水,先将辊距调节至(2.5±0.5)mm,将塑炼后的聚氨酯胶生胶里逐步加入吸收剂乙炔炭黑,直至所有吸收剂及其漏料都被吃进,然后逐步加入抗氧剂、偶联剂和硫化剂,直至所有漏料都被吃进;将辊距调节至(1±0.5)mm,不断翻炼;把辊距调至(1±0.5)mm,打三角包与薄通交叉进行,各5次。
出胶片:开冷却水,根据产品厚度(1.1mm)、宽度(300mm)要求调节辊距和挡胶板。出片后称量胶料的总重量,并按300mm×300mm进行剪裁,放在铺有脱模纸的平整、洁净平台上冷却至室温,停放4h之后进行热压;
热压:将规定重量的混炼胶片放到模腔中间位置,混炼胶片质量为理论量的115%,模具下表面具有连续的圆锥凸起(所述圆锥的直径为1.5mm,深度为0.8mm),模具上表面为光滑的平面。预压放气:从放料到模具里开始在1min时间内,预压和放气3次,预压压力(表压)为3.0MPa。热硫化:温度/时间为(155±5)℃/20min,压力为6.0MPa。
脱模:到达热压时间后,立即开启压机,把产品从模腔里脱出,脱模不畅时,可借助于软质的竹片或聚四氟乙烯薄片把橡胶制品脱出来,注意防止损伤产品和模具涂层。脱模的橡胶制品小心平放到铺有聚四氟乙烯玻璃布的平整台面上冷却,橡胶制品之间也需要聚四氟乙烯玻璃布隔离,防止粘连;
包装:按技术条件要求进行检验,并对每片吸波贴片用塑料袋独立包装,平整放入包装盒和包装箱内。包装件应贮存在通风良好的仓库内,保持干燥,防止日光直接照射,远离热源和辐射源。
结果:所制得的太赫兹吸波材料表面粗糙,以倒圆锥形状的单元均匀分布,所述倒圆锥的直径为1.5mm,深度为0.8mm;所制得的太赫兹吸波材料大小为300mm×300mm,厚度为1.13mm,质量为93.9g,对1.45THz的反射率达到-37.62dB。
对比例1
一种超宽频带太赫兹吸波材料,所述超宽频带太赫兹吸波材料的形状为168个×168个正四棱锥沿着正四棱锥的底边连续无间距排列在底座上,所述正四棱锥相对的两个侧面斜高夹角为5°,所述正四棱锥的高为0.5mm,所述底座的厚度为0.25mm,所述超宽频带太赫兹吸波材料的组成为硅橡胶与铁粉的均匀混合物,所述铁粉占超宽频带太赫兹吸波材料重量百分比的50%。
结果:所制得的太赫兹吸波材料的大小为7.5mm×7.5mm,厚度为0.75mm;所制得的太赫兹吸波材料的反射率性能曲线图如图6所示,由图6可以看出,所制得的太赫兹吸波材料在0.1-4.0THz范围的反射率在-5dB以上,性能较差。
对比例2
一种超宽频带太赫兹吸波材料,所述超宽频带太赫兹吸波材料的形状为168个等腰三棱柱沿着连接等腰三棱柱两个底面底边的侧棱连续无间距排列在底座上,所述等腰三棱柱的底面等腰三角形的顶角为5°,所述等腰三角形的底边上的高为0.5mm,所述等腰三棱柱的侧棱为200mm,所述底座的厚度为0.25mm,所述超宽频带太赫兹吸波材料的组成为硅橡胶与铁粉的均匀混合物,所述铁粉占超宽频带太赫兹吸波材料重量百分比的50%。
结果:无法制备出具有上述参数的太赫兹吸波材料,因为“所述等腰三棱柱的底面等腰三角形的顶角为5°,所述等腰三角形的底边上的高为0.5mm,所述等腰三棱柱的侧棱为200mm”这三句话相冲突,无法制备出同时符合这三个参数的等腰三棱柱。
对比例3
与实施例1不同之处在于,吸收剂添加量为50份。
结果:所制得的太赫兹吸波材料的大小为300mm×300mm,厚度为0.85mm;所制得的太赫兹吸波材料的反射率性能曲线图如图7所示,由图由图7可以看出,对0.1-3.0THz具有吸收性能,反射率达到-5dB性能比较差,说明其匹配性能较差,随着吸收剂的提高,反射率性能下降。
对比例4
与实施例1不同之处在于,模具下表面光滑。
结果:所制得的太赫兹吸波材料上下表面均光滑,大小为300mm×300mm,厚度为0.85mm;所制得的太赫兹吸波材料的反射率性能曲线图如图8所示,由图8可以看出,0.1-4.0THz的反射率优于-10dB,但是没有实施例1性能优秀。
本发明经过电磁仿真及试验验证发现,只有当吸收剂与橡胶材料的质量比为(12-33):100,吸波材料表面均匀分布的圆锥的直径、角锥的底部边长为(1-1.5)mm,深度为(0.3-1)mm,所制备的太赫兹吸波材料可以达到与空气良好的阻抗匹配效果,达到一个比较好的效果。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种太赫兹吸波材料,其特征在于,所述吸波材料为以橡胶材料为基材,以纳米级碳基吸收剂为太赫兹吸收剂,具有粗糙表面的材料。
2.根据权利要求1所述的一种太赫兹吸波材料,其特征在于,所述粗糙表面以倒圆锥或倒四棱锥形状的单元均匀分布。
3.根据权利要求2所述的一种太赫兹吸波材料,其特征在于,所述圆锥的直径、四棱锥的底部边长为1-1.5mm;所述圆锥或四棱锥的深度为0.3-1mm。
4.根据权利要求1所述的一种太赫兹吸波材料,其特征在于,所述橡胶材料为聚氨酯橡胶。
5.根据权利要求1所述的一种太赫兹吸波材料,其特征在于,所述纳米级碳基吸收剂为炭黑、炭纳米管、石墨或石墨烯中的一种或几种。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种太赫兹吸波材料,其特征在于,所述吸波材料的厚度为0.65-1.21mm。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的太赫兹吸波材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将橡胶材料与纳米级碳基吸收剂进行复合,用模具压制成型,使其具有粗糙表面,制得太赫兹吸波材料。
8.根据权利要求7所述的太赫兹吸波材料的制备方法,其特征在于,橡胶材料与吸收剂进行复合前还包括将橡胶材料进行塑炼的步骤。
9.根据权利要求7所述的一种太赫兹吸波材料,其特征在于,所述纳米级碳基吸收剂与橡胶材料的质量比为(12.2-26.6):100。
CN202110620856.9A 2021-06-03 2021-06-03 一种宽频段太赫兹吸波材料及其制备方法 Active CN113185829B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110620856.9A CN113185829B (zh) 2021-06-03 2021-06-03 一种宽频段太赫兹吸波材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110620856.9A CN113185829B (zh) 2021-06-03 2021-06-03 一种宽频段太赫兹吸波材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113185829A true CN113185829A (zh) 2021-07-30
CN113185829B CN113185829B (zh) 2022-04-19

Family

ID=76975885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110620856.9A Active CN113185829B (zh) 2021-06-03 2021-06-03 一种宽频段太赫兹吸波材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113185829B (zh)

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050242287A1 (en) * 2004-04-30 2005-11-03 Hosain Hakimi Optical terahertz generator / receiver
CN102167909A (zh) * 2011-03-10 2011-08-31 周利坤 一种远红外、太赫兹光学聚合物材料及制备方法和应用
US20110315981A1 (en) * 2010-06-24 2011-12-29 University Of Electronic Science And Technology Of China Microbolometer for infrared detector or Terahertz detector and method for manufacturing the same
CN103545618A (zh) * 2013-09-25 2014-01-29 华中科技大学 一种太赫兹波段宽带吸收超材料
CN104774472A (zh) * 2015-04-10 2015-07-15 大连东信微波技术有限公司 一种超宽频带太赫兹吸波材料
CN105348802A (zh) * 2015-11-26 2016-02-24 深圳唯创微波技术有限公司 柔性吸波结构及其制备方法
CN105400018A (zh) * 2015-12-21 2016-03-16 中国科学院长春应用化学研究所 具有阵列结构表面的微孔吸波材料及其制备方法
US20160103256A1 (en) * 2013-05-07 2016-04-14 Empire Technology Development Llc Terahertz frequency tags and methods for their preparation and use
CN105609963A (zh) * 2015-12-24 2016-05-25 武汉科技大学 一种硅基等离子体超宽频带太赫兹波吸收器
JP2018056492A (ja) * 2016-09-30 2018-04-05 マクセルホールディングス株式会社 電波吸収シート
CN108084694A (zh) * 2016-11-21 2018-05-29 洛阳尖端技术研究院 一种锥形吸波材料及其制备方法
CN110581429A (zh) * 2018-06-09 2019-12-17 滨州市腾源电子科技有限公司 一种基于石墨烯材料的太赫兹波辐射源
CN111251671A (zh) * 2020-02-25 2020-06-09 南京航天波平电子科技有限公司 一种高性能复合电磁兼容吸波材料及加工方法
CN210986879U (zh) * 2019-07-22 2020-07-10 深圳光启尖端技术有限责任公司 吸波结构
CN111630095A (zh) * 2017-12-04 2020-09-04 华沙工业大学 屏蔽波长在亚太赫兹和太赫兹范围内的电磁辐射的聚合物-碳材料的应用

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050242287A1 (en) * 2004-04-30 2005-11-03 Hosain Hakimi Optical terahertz generator / receiver
US20110315981A1 (en) * 2010-06-24 2011-12-29 University Of Electronic Science And Technology Of China Microbolometer for infrared detector or Terahertz detector and method for manufacturing the same
CN102167909A (zh) * 2011-03-10 2011-08-31 周利坤 一种远红外、太赫兹光学聚合物材料及制备方法和应用
US20160103256A1 (en) * 2013-05-07 2016-04-14 Empire Technology Development Llc Terahertz frequency tags and methods for their preparation and use
CN103545618A (zh) * 2013-09-25 2014-01-29 华中科技大学 一种太赫兹波段宽带吸收超材料
CN104774472A (zh) * 2015-04-10 2015-07-15 大连东信微波技术有限公司 一种超宽频带太赫兹吸波材料
CN105348802A (zh) * 2015-11-26 2016-02-24 深圳唯创微波技术有限公司 柔性吸波结构及其制备方法
CN105400018A (zh) * 2015-12-21 2016-03-16 中国科学院长春应用化学研究所 具有阵列结构表面的微孔吸波材料及其制备方法
CN105609963A (zh) * 2015-12-24 2016-05-25 武汉科技大学 一种硅基等离子体超宽频带太赫兹波吸收器
JP2018056492A (ja) * 2016-09-30 2018-04-05 マクセルホールディングス株式会社 電波吸収シート
CN108084694A (zh) * 2016-11-21 2018-05-29 洛阳尖端技术研究院 一种锥形吸波材料及其制备方法
CN111630095A (zh) * 2017-12-04 2020-09-04 华沙工业大学 屏蔽波长在亚太赫兹和太赫兹范围内的电磁辐射的聚合物-碳材料的应用
CN110581429A (zh) * 2018-06-09 2019-12-17 滨州市腾源电子科技有限公司 一种基于石墨烯材料的太赫兹波辐射源
CN210986879U (zh) * 2019-07-22 2020-07-10 深圳光启尖端技术有限责任公司 吸波结构
CN111251671A (zh) * 2020-02-25 2020-06-09 南京航天波平电子科技有限公司 一种高性能复合电磁兼容吸波材料及加工方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BAO, ZHIYU .ETAL: "Coordinated multi-band angle insensitive selection absorber based on graphene metamaterials", 《OPTICS EXPRESS》 *
李娟等: "聚氨酯泡沫夹层复合材料的制备及其吸波性能研究", 《高科技纤维与应用》 *
韩建龙等: "材料在太赫兹波段吸收性能的研究进展", 《兵器材料科学与工程》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113185829B (zh) 2022-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xu et al. Broad bandwidth of thin composite radar absorbing structures embedded with frequency selective surfaces
Ji et al. Design of a polarization-insensitive triple-band metamaterial absorber
CA2709271C (en) An artificial dielectric material and a method of manufacturing the same
CN108493623B (zh) 基于损耗型频率选择表面的亚波长层状三维宽带吸波结构
US2716190A (en) Dielectric material
JP2003229691A (ja) 電波吸収体
CN110581365B (zh) 一种错位型立体式超材料透明吸波体
CN113185829B (zh) 一种宽频段太赫兹吸波材料及其制备方法
US20230374242A1 (en) Dielectric material and manufacturing method thereof
CN109551757B (zh) 一种柔性太赫兹吸波材料的制备方法
CN109873254A (zh) 一种宽带超材料吸波器
CN211123332U (zh) 一种基于石墨烯的宽带可调太赫兹吸波器
Jiang et al. A microwave absorption/transmission integrated sandwich structure based on composite corrugation channel: Design, fabrication and experiment
CN113036444A (zh) 一种偏振不敏感超材料双频太赫兹吸收器
JP2019519905A (ja) 種々の用途のための電磁波を吸収する新規材料
CN103402347B (zh) 一种基于三维超材料的全向宽带电磁波能量吸收装置的制备方法
CN110212308A (zh) 一种基于液态金属的重力场可调谐超宽带吸波器
Bai et al. Numerical investigation of broadband THz metamaterial absorber with double composite structure layer
Zhou et al. Experimental study on a broadband omnidirectional electromagnetic absorber
CN214313547U (zh) 一种基于光控超材料的可调谐窄带吸波器
CN214124131U (zh) 基于双螺旋结构的超材料宽带吸波器
CN113140913B (zh) 一种p波段三维宽频带复合吸波超材料及其制备方法
CN211957940U (zh) 适用于太阳能电池阵的透明宽带低散射超表面
CN111559133A (zh) 一种吸波/透波一体化材料及其制备方法
CN105304980A (zh) 基于低介超材料带阻型频率选择表面

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20220330

Address after: 211500 No. 6, Longchi street, Liuhe District, Nanjing, Jiangsu Province

Applicant after: Nanjing xingyuanyuan New Material Technology Co.,Ltd.

Address before: 215123 b-701, building 1, venture industrial park, No. 328, Xinghu street, Suzhou Industrial Park, Suzhou City, Jiangsu Province

Applicant before: Suzhou xingyuanyuan New Material Technology Co.,Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant