[发明专利]一种碳纤维电磁吸波材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸波材料及其制备方法，尤其涉及一种含碳纤维的吸波材料及其制备方法。

背景技术

电磁吸波材料的研制和应用技术源于第二次世界大战期间，到目前已得到了广泛的应用。如今，随着电子科学技术的发展，电磁吸波材料的应用范围远远超出了军事领域，在信息传播、电磁兼容、微波辐射防护等民用方面的应用也日趋广泛。在种类众多的电磁波吸波材料中，碳纤维吸波材料是目前研究和应用最为广泛的吸波材料之一。然而，目前的碳纤维吸波材料通常采用传统的Dallenbach结构使用，吸波带宽有限，且目前的研究主要基于实验手段，研制周期长。因此，拓展吸波带宽以及解决碳纤维吸波材料的电磁设计是当前电磁吸波材料领域的一个重要问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种适用性强、成本低、工作频带宽的碳纤维电磁吸波材料，还相应提供一种工艺路线简单、原料易得、制备成本低的碳纤维电磁吸波材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种碳纤维电磁吸波材料，所述碳纤维电磁吸波材料主要由在良好导电基板上周期性分布的棱台组成，所述棱台是由碳纤维层和介质层在垂直于导电基板平面的方向交替叠加构成。

上述的碳纤维电磁吸波材料，所述良好导电基板优选为连续碳纤维复合材料板或金属板。

上述的碳纤维电磁吸波材料，所述周期性分布优选是指呈矩阵式排列分布。

上述的碳纤维电磁吸波材料，所述棱台优选为正四棱台，该正四棱台的下底面边长（b）优选为7mm～15mm，该正四棱台的上底面边长（a）优选为3.5mm～6.0mm，相邻两正四棱台的间距（d）优选为0.2mm～2.5mm。

上述的碳纤维电磁吸波材料，所述碳纤维层优选是由碳纤维增强树脂基复合材料构成，特别优选的，每一层碳纤维增强树脂基复合材料优选包含两层单向正交分布的碳纤维增强体。

上述的碳纤维电磁吸波材料，所述介质层优选是由玻璃纤维增强树脂基复合材料构成，所述介质层的介电常数优选为2～5，介电损耗角优选为0.01～0.04。

上述的碳纤维电磁吸波材料，所述碳纤维层的厚度（m）优选为0.05mm～0.1mm，所述介质层的厚度（n）优选为0.15mm～0.3mm。

上述的碳纤维电磁吸波材料，单个所述棱台中包含的碳纤维层、介质层的层数均优选为5～15层。

作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的碳纤维电磁吸波材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）制备碳纤维层/介质层叠层板：首先选取制作碳纤维层和介质层的增强材料，然后按照碳纤维层、介质层交替叠加的铺层顺序将浸树脂胶后的增强材料进行顺序铺层，最后采用树脂胶液标准的热压工艺制备得到碳纤维层/介质层叠层板；

（2）成型：将步骤（1）制得的碳纤维层/介质层叠层板利用标准的数控铣方法加工成要求的形状和尺寸，得到碳纤维电磁吸波材料。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1. 本发明的碳纤维电磁吸波材料原料易得，制备工艺路线简单，制备成本较低；

2. 本发明的碳纤维电磁吸波材料的工作频带宽；

3. 本发明的碳纤维电磁吸波材料，适用范围广，通过合理调整棱台的尺寸，本发明的碳纤维电磁吸波材料可适用于不同实践场合下电磁吸波材料的各种应用情形。

附图说明

图1为本发明实施例中碳纤维电磁吸波材料的结构示意图（局部俯视）。

图2为本发明实施例中碳纤维电磁吸波材料的结构示意图（局部主视）。

图3为本发明实施例中碳纤维电磁吸波材料上的正四棱台的放大图。

图4为本发明实施例1中碳纤维电磁吸波材料的实物照片。

图5为本发明实施例1中碳纤维电磁吸波材料的反射率曲线图。

图例说明： 

1、正四棱台；2、碳纤维层；3、介质层；4、导电基板。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

实施例1：