CN103646672A - 一种集材料与结构吸波功能于一体的新型吸波功能设计 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集材料与结构吸波功能于一体的新型吸波功能设计。利用SU-8新型负胶的厚膜特性，将吸波材料与SU-8光刻胶混合、利用微电子技术手段图形化形成周期性结构，然后在显影后的光刻胶结构外的区域根据吸波特性要求选择填充吸波材料，发挥双材料双结构的吸波功能。本发明利用SU-8光刻胶厚膜特性，采用图形化手段发挥材料和结构的双重吸波作用，具有结构可变范围宽，材料选择自由度大的技术特色，便于吸波系统的优化设计，有利于吸波带宽以及效能的提高。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种吸波功能设计，具体是一种集材料与结构吸波功能于一体的新型吸波功能设计。
背景技术
吸波材料是指能够吸收衰减入射的电磁波，并通过吸收剂的介电振荡、涡流以及磁致伸缩等效应，将电磁能转化成热能而耗散掉，或使电磁波因干涉而消失的一类功能材料。人们对吸波材料的研究最初起源于它在军事领域中的应用。如今，数字通讯的发展造成电磁波的大量泄漏，使电磁波吸收材料的应用范围远远超出了军事领域，因而吸波材料在电视广播、人体电磁防护、通讯及导航系统安全等方面也有广泛的需求。
吸波材料按照成型工艺和承载能力，可分为涂覆型吸波材料(CRAM)和结构型吸波材料(SRAM)两类。涂覆型吸波材料耐候性、黏结性和耐高温性较差，并使部件明显增重，因而在实际应用中特别是在航空航天领域受到越来越多的限制。结构型吸波复合材料是以不同电磁和力学性能的树脂基体、增强纤维、功能填充剂和特种蜂窝芯材等组成的适于吸收雷达波又有良好承载性能的多层梯度功能材料，其在提高有效载荷的同时可明显减轻结构质量，兼具良好的可设计性，并有利于可拓宽吸收频带的新型吸波机理(如电路模拟和手征媒质等)的实施，因而成为当前吸波材料研究和发展的重点之一。
经对现有技术的文献检索发现，2012年赵乃勤等发表在复合材料学报有关活性碳毡电路屏(直立碳纤维)／树脂复合吸波材料的研究是以周期性结构结合材料特性来改进或者提高吸波性能。一方面其材料特性将受到周期性结构成型的约束或影响，另一方面周期性结构存在较大的空间浪费，并且其结构尺寸的调节能力也较为有限。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种新型的吸波功能设计，利用SU-8新型负胶的厚膜特性，将吸波材料与SU-8光刻胶混合、利用微电子技术手段图形化形成周期性结构，然后在显影后的光刻胶结构外的区域根据吸波特性要求选择填充吸波材料，发挥双材料双结构的吸波功能，有利于吸波带宽以及效能的提高。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括如下步骤：
第一步，将SU-8光刻胶与吸波材料以一定重量比混合并旋涂到玻璃等基底上。
第二步，前烘固化光刻胶
第三步，曝光使其图形化
第四步，中烘、显影得到周期性光刻胶结构
第五步，根据性能需要，将吸波材料与树脂混合填充到光刻胶结构的空隙中形成新的吸波结构。
所述的吸波材料是指：金属、铁氧体或碳纤维等。
本发明利用SU-8光刻胶厚膜特性，采用图形化手段发挥材料和结构的双重吸波作用，具有结构可变范围宽，材料选择自由度大的技术特色，便于吸波系统的优化设计，有利于吸波带宽以及效能的提高。
附图说明
图1为实施例布置图。
图2为实施例工艺流程图；
其中图中1、2分别是不同吸波材料。
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
具体实施方式
实施例1：
如图1和图2所示，实施例1包括以下步骤：
第一步、将SU-8光刻胶与四氧化三铁吸波材料以10：2的重量比混合，充分搅拌均匀并除去气泡后旋涂于1毫米厚的玻璃片上，旋涂厚度为500微米。
第二步、将旋涂后的玻璃片置于烘箱中前烘固化光刻胶，前烘温度为90度，时间为5小时。
第三步、曝光固化后的光刻胶，在10mw／cm2的紫外光强下曝光200秒。光刻胶结构为周期性六角蜂窝结构。
第四步、中烘和显影，中烘条件为90度一小时，显影条件为一小时。
第五步、在光刻胶的六角蜂窝结构内填充金属吸波材料。
本实施例制备出的是铁氧体和金属的双材料吸波周期性结构。其结构间距可根据吸波性能予以优化。
实施例2
如图1和图2所示，实施例2包括以下步骤：
第一步：将SU-8光刻胶与四氧化三铁吸波材料以10：3的重量比混合，充分搅拌均匀并除去气泡后旋涂于1毫米厚的玻璃片上，旋涂厚度为600微米。
第二步、将旋涂后的玻璃片置于烘箱中前烘固化光刻胶，前烘温度为90度，时间为6小时。
第三步、曝光固化后的光刻胶，在10mw／cm2的紫外光强下曝光250秒。光刻胶结构为周期性正方形结构。
第四步、中烘和显影，中烘条件为90度1.5小时，显影条件为1.2小时。
第五步、在光刻胶的正方形结构外填充碳纤维吸波材料。
本实施例制备出的是铁氧体和碳纤维的双材料吸波周期性结构。其结构间距可根据吸波性能予以优化。
实施例3
如图1和图2所示，实施例2包括以下步骤：
第一步：将SU-8光刻胶与四氧化三铁吸波材料以10：3的重量比混合，充分搅拌均匀并除去气泡后旋涂于1毫米厚的玻璃片上，旋涂厚度为600微米。
第二步、将旋涂后的玻璃片置于烘箱中前烘固化光刻胶，前烘温度为90度，时间为6小时。
第三步、曝光固化后的光刻胶，在10mw／cm2的紫外光强下曝光250秒。光刻胶结构为周期性十字形结构。
第四步、中烘和显影，中烘条件为90度1.5小时，显影条件为1.2小时。
第五步、在光刻胶的正方形结构外填充碳纤维吸波材料。
本实施例制备出的是铁氧体和碳纤维的双材料吸波周期性结构。其结构间距可根据吸波性能予以优化。
Claims (8)
1.一种集材料与结构吸波功能于一体的新型吸波功能设计，其特征在于，包括如下步骤：
第一步，将SU-8光刻胶与吸波材料以一定重量比混合并旋涂到玻璃等基底上；
第二步，前烘固化光刻胶；
第三步，曝光使其图形化；
第四步，中烘、显影得到周期性光刻胶结构；
第五步，根据性能需要，将吸波材料与树脂混合填充到光刻胶结构的空隙中形成新的吸波结构。
2.根据权利要求1所述的集材料与结构吸波功能于一体的新型吸波功能设计，其特征是，所述的SU-8光刻胶与吸波材料以一定重量比混合，其比例可根根据性能需要以及工艺的可行性加以调整。
3.根据权利要求1所述的集材料与结构吸波功能于一体的新型吸波功能设计，其特征是，将SU-8光刻胶与吸波材料以一定重量比混合并旋涂到玻璃等基底上，基底可以是玻璃、硅等材料。
4.根据权利要求1所述的集材料与结构吸波功能于一体的新型吸波功能设计，其特征是，将SU-8光刻胶与吸波材料以一定重量比混合并旋涂到玻璃等基底上，旋涂的厚度可以从几微米到几毫米不等。
5.根据权利要求1所述的集材料与结构吸波功能于一体的新型吸波功能设计，其特征是，显影得到周期性光刻胶结构可以是正方形、长方形、十字行等周期性结构。
6.根据权利要求1所述的集材料与结构吸波功能于一体的新型吸波功能设计，其特征是，根据性能需要，将吸波材料与树脂混合填充到光刻胶结构的空隙中形成新的吸波结构，其吸波材料可以是金属、铁氧体或者碳纤维等其它材料，也可以包括树脂等辅料。
7.根据权利要求1所述的集材料与结构吸波功能于一体的新型吸波功能设计，其特征是，根据性能需要，将吸波材料与树脂混合填充到光刻胶结构的空隙中形成新的吸波结构，其吸波材料可以是金属、铁氧体或者碳纤维等与辅料的混合体，其比例可根据性能需要予以调节。
8.根据权利要求1所述的集材料与结构吸波功能于一体的新型吸波功能设计，其特征是，周期性结构间的间距可根据性能需要来调整。
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