[发明专利]一种超材料基板的制备方法及超材料天线

说明书

技术领域

本发明涉及超材料领域，特别是涉及一种超材料基板的制备方法及超材料天线。

背景技术

随着现代电子技术迅速发展，数字电路的处理、传输进入高频化阶段，人们对于承载电路的基板的要求越来越高，基板的性能将严重影响电路特性，其中以介电性能、耐热性、尺寸稳定性、耐湿性、强度等几项性能尤为重要。而基板的性能主要取决于所用的材料。现有技术中，普遍采用普通的高聚物，如环氧树脂和酚醛树脂等来制作基板，但是这些高聚物耐热性差和介电性能差，非常不适合用于高频电路。所以，业界开始将基板的制备材料转移到超材料上。

超材料是指具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料。通过在材料的关键物理尺度上的结构有序设计，可以突破某些表观自然规律的限制，从而获得超出自然界固有的普通性质的超常材料功能。超材料的性质和功能主要来自于其内部的结构而非构成它们的材料。

氧化锌是一种白色或微带黄色的细微粉末，易分散在橡胶和乳胶中，具有无毒、高效及高光热温度并且具有非常低的介电常数等优点，而高聚物具有良好的可塑性。若将氧化锌与高聚物复合成超材料，不仅具有抗紫外线老化能力及抗静电能力，还能增强力学性能。但是，现有技术中并没有关于此类超材料基板的制造。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种超材料基板的制备方法及超材料天线，能够将改性氧化锌与高聚物复合成超材料基板。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种超材料基板的制备方法，包括：将锌盐缓慢加入处于搅拌下的碱性溶液中得到沉淀物，将沉淀物进行干燥，冷却后得到氧化锌粉体；将氧化锌粉体加入异丙醇中，形成第一混合溶液，将偶联剂加入丙酮中，搅拌均匀后形成第二混合溶液；将第一混合溶液缓慢加入第二混合溶液中，然后进行过滤，烘干后得到改性氧化锌；将改性氧化锌加入有机溶剂中进行第一次超声处理，然后加入高聚物，搅拌均匀后得到第三混合溶液；将第三混合溶液进行搅拌和第二次超声处理，然后进行干燥，得到超材料混合物；将超材料混合物热压成型，得到超材料基板。

其中，将锌盐缓慢加入处于搅拌下的碱性溶液中得到沉淀物，将沉淀物进行干燥，冷却后得到氧化锌粉体的步骤包括：在磁力搅拌器上将碱性溶液进行搅拌，将分析纯以上的锌盐缓慢加入处于搅拌下的碱性溶液中得到白色沉淀物，将白色沉淀物以4~5℃/min的升温速率升温至350~1200℃进行干燥，保温2~5h，自然冷却至18~25℃后得到氧化锌粉体。

其中，锌盐与碱性溶液的摩尔比为1:1。

其中，锌盐为硝酸锌或氯化锌，碱性溶液为氢氧化钠或碳酸钠溶液。

其中，氧化锌粉体的质量与异丙醇的体积的比例为1g:80ml~2g:80ml，偶联剂为钛酸酯，其质量与丙酮的体积的比例为0.01g:80ml~0.05g:80ml。

其中，将改性氧化锌加入有机溶剂中进行第一次超声处理，然后加入高聚物，搅拌均匀后得到第三混合溶液的步骤中，改性氧化锌与有机溶剂的体积比为1:19~1:99，改性氧化锌与高聚物的质量比为30%:70%~0.5%:95.5%。

其中，有机溶剂为甲基六氢苯酐或四氢呋喃，高聚物为双酚A环氧树脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯或聚丙烯。

其中，将第三混合溶液进行搅拌和第二次超声处理，然后进行干燥，得到超材料混合物的步骤中，搅拌时间为30~40min，第二次超声处理时间为30~40min，干燥温度为80~100℃、时间为5~5.5h。

其中，将超材料混合物热压成型，得到超材料基板的步骤包括：将超材料混合物放置于模具中热压成型，得到所需形状的超材料基板，其中，热压温度为高聚物的玻璃化温度，其误差为+5~+10℃，热压压力为20~45MPa。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种超材料天线，包括铜箔和热熔胶，该超材料天线还包括根据上述任一种方法制备的超材料基板，铜箔通过热熔胶粘合在超材料基板上。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的超材料基板的制备方法及超材料天线通过将改性氧化锌与高聚物进行复合，能够制备出具有抗紫外线老化能力、抗静电能力、高可塑性和良好的力学性能等优点的超材料基板。

附图说明

图1是本发明第一实施例的超材料基板的制备方法流程图；

图2是本发明第三实施例的超材料天线的结构示意图；

图3是本发明第四实施例的超材料天线的结构示意图；

图4是本发明第五实施例的超材料天线的制作工艺示意图。

具体实施方式