[发明专利]一种陶瓷吸波超材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种陶瓷吸波超材料及其制备方法和应用，涉及吸波材料技术领域。本发明提供的陶瓷吸波超材料，包括m×n个呈阵列周期排列的扭转“十”字型柱，m≥2，n≥2；所述扭转“十”字型柱包括四个凸棱；相邻两个扭转“十”字型柱的凸棱上端的外侧相连；所述陶瓷吸波超材料中任意相邻2×2个扭转“十”字型柱相接围成螺旋孔洞。本发明提供的陶瓷吸波超材料在X波段具有优异的吸波性能。

技术领域

本发明涉及吸波材料技术领域，具体涉及一种陶瓷吸波超材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着现代电子技术和无线信息技术，特别是微波通信技术的快速发展，环境中存在的电磁波(Electromagnetic Wave，EMW)引起的电磁干扰及辐射污染问题日益严重，不仅干扰电子设备的正常运行，还会对人体健康造成伤害。与此同时，现代电子对抗技术的迅速发展也使得各种武器装备的隐身技术在现代战争中的重要性愈发突出。因此发展电磁波吸收材料具有十分迫切的需求。

吸波材料是指能有效吸收入射电磁波并能将电磁能转化为热能或其他形式能量而耗散(损耗型)或使电磁波本身发生干涉相消(干涉型)，从而显著降低电磁波泄露和回波强度的一类电磁功能材料。

陶瓷材料具有优异的高温耐氧化性能以及卓越的化学稳定性，作为一种介电型吸波材料受到广泛的关注。大量吸波材料科研成果表明，微观结构和宏观结构的调节是调节陶瓷吸波材料吸波性能的有效途径。作为典型的介电损耗型EMW吸收材料，前驱体转化陶瓷(Precursor-Derived Ceramics，PDC)是通过调整材料微观结构实现对材料吸波性能调节的典型代表。PDC通过对分子结构的拓扑设计、分子的精细合成和热解过程的控制，可以获得具有可调元素组分和晶相畴结构的陶瓷材料，从而调整介质损耗和阻抗匹配，进而实现对PDC的电磁波吸收性能调控。然而，单一的微观结构调节有时无法实现最佳性能，因此需要结合宏观结构的调控方式进一步实现对PDC吸波性能的调控。

发明内容

本发明的目的在于提供一种陶瓷吸波超材料及其制备方法和应用，本发明提供的陶瓷吸波超材料在X波段具有优异的吸波性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种陶瓷吸波超材料，包括m×n个呈阵列周期排列的扭转“十”字型柱，m≥2，n≥2；所述扭转“十”字型柱包括四个凸棱；相邻两个扭转“十”字型柱的凸棱上端的外侧相连；所述陶瓷吸波超材料中任意相邻2×2个扭转“十”字型柱相接围成螺旋孔洞。

优选地，所述陶瓷吸波超材料由光敏聚硅氧烷陶瓷前驱体制备得到。

优选地，所述扭转“十”字型柱沿中轴线扭转；所述扭转的角度为90°。

优选地，所述扭转“十”字型柱的高度为2.70～2.90mm，顶部截面宽度为1.43～1.45mm，所述凸棱的厚度为0.45～0.51mm。

本发明提供了上述技术方案所述陶瓷吸波超材料的制备方法，包括以下步骤：

按照上述技术方案所述陶瓷吸波超材料的结构，以陶瓷前驱体为原料，采用3D打印技术进行打印，得到陶瓷素坯；

将所述陶瓷素坯进行热解，得到陶瓷吸波超材料。

优选地，所述陶瓷前驱体为光敏聚硅氧烷陶瓷前驱体。

优选地，所述热解的温度为1200～1250℃，时间为2～3h。

本发明提供了上述技术方案所述陶瓷吸波超材料或上述技术方案所述制备方法制备得到的陶瓷吸波超材料作为X波段吸波材料的应用。