[发明专利]基于增材加工导电材料的能量选择表面及产品的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及电磁脉冲防护领域，特别是涉及一种基于增材加工导电材料的能量选择表面及具有此能量表面产品的制作方法。

背景技术

能量选择表面(Energy selective surface,ESS)是一种对入射电磁波具有空间自适应限幅功能的表面，在雷达、通信平台等军用电子信息平台的强电磁脉冲防护方面具有重要意义。能量选择表面主要由导电周期单元阵列以及具有限幅特性的材料、器件共同组成。

在传统的ESS加工中，导电周期单元阵列主要采用PCB工艺，即通过对整块PCB板的刻蚀，实现图案化，其中PCB板可分为硬质和柔性PCB板。由于PCB刻蚀工艺采用酸洗刻蚀方法加工，属于重污染重排放产业。同时，PCB大尺寸加工严重受制于酸洗池等的尺寸限制，随着尺寸的增加，其成本成几何增长。而ESS应用场合中，对雷达天线等前端的防护需要与被防护对象相匹配的尺寸，以及与防护对象共形结合，即要求实现大尺寸、可共形的ESS。

因此，为实现ESS的推广应用，迫切需要解决低成本、规模化的制备技术。

发明内容

本发明提供一种基于增材加工导电材料的能量选择表面，充分利用增材加工导电材料的优势，实现制备低成本、规模化、大尺寸的能量选择表面，具体技术方案如下：

一种基于增材加工导电材料的能量选择表面，该能量选择表面包括具有导电周期单元的导电材料层，所述导电材料层通过增材加工方式制成。

以上技术方案中优选的，所述导电材料层的原料为由导电组分、溶剂、粘结剂和功能性助剂混合而成的导电浆料，所述导电组分的用量为导电浆料的重量的0.1-90％，所述粘结剂的用量为导电浆料的重量的0-40％，所述功能性助剂的用量为导电浆料的重量的0-40％，余量为溶剂，各原料总和为100％。

以上技术方案中优选的，所述导电组分为石墨烯、碳纳米管、炭黑、天然石墨、金属薄层、金属颗粒、金、银、铜、镍、锡、铁、锌以及金属包覆物中的至少一种；

所述溶剂包括水、醇类、醚类、酮类以及酯类中的至少一种(醇类、醚类、酮类以及酯类中的具体物质选择可根据实际情况确定)；

所述粘结剂包括环氧树脂、聚酯类树脂、丙烯酸类树脂、聚酰胺类树脂、改性酚醛树脂以及纤维素类树脂中的至少一种(粘结剂可用可不用，聚酯类树脂、丙烯酸类树脂、聚酰胺类树脂以及纤维素类树脂中的具体物质选择可根据实际情况确定)；

所述功能性助剂包括分散剂、流平剂、消泡剂、防沉剂和触变剂中的至少一种(功能性助剂可用可不用，分散剂、流平剂、消泡剂、防沉剂和触变剂中的具体物质选择可根据实际情况确定)。

以上技术方案中优选的，所述导电组分为石墨烯或由石墨烯和碳纳米管、炭黑、天然石墨、金属薄层、金属颗粒、金、银、铜、镍、锡、铁、锌以及金属包覆物中的至少一种混合而成的混合物。

以上技术方案中优选的，所述能量选择表面为非柔性能量选择表面或柔性能量选择表面；述非柔性能量选择表面所采用的非柔性基材包括泡沫、聚氯乙烯基材(PVC基材)、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物基材(ABS基材)以及木材中的至少一种；所述柔性能量选择表面所采用的柔性基材为聚对苯二甲酸乙二醇酯基材(PET基材)、聚醚酰亚胺基材(PEI基材)、纸张、硅胶以及布匹中的至少一种；

所述增材加工方式包括喷涂、喷墨打印、刮涂、丝网印刷、平版印刷、凹版印刷、凸版印刷、孔版印刷、移印、磁控溅射、蒸镀以及电镀中的至少一种。

本发明还公开一种具有柔性能量选择表面产品的制作方法，包括以下步骤：

选取柔性基材；

增材加工导电材料层，具体是：将导电浆料涂覆在步骤一所选取的柔性基材上，其中：所述导电浆料的导电率范围为1×10³-1×10⁸S/m，所述导电材料层的厚度为1纳米-1000微米；

倒装贴合限幅件，具体是：将限幅件倒装贴合在设置导电材料层的柔性基材上，即得具有柔性能量选择表面产品。

以上技术方案中优选的，所述基材包括非柔性基材和/或柔性基材；所述非柔性基材包括泡沫、聚氯乙烯基材(PVC基材)、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物基材(ABS基材)以及木材中的至少一种；所述柔性基材为聚对苯二甲酸乙二醇酯基材(PET基材)、聚醚酰亚胺基材(PEI基材)、纸张、硅胶以及布匹中的至少一种；

增材加工为喷涂、喷墨打印、刮涂、丝网印刷、平版印刷、凹版印刷、凸版印刷、孔版印刷、移印、磁控溅射、蒸镀以及电镀中的至少一种；所增材加工的导电材料层方阻为1000ohm/Sq-0.1mohm/Sq；