宽频吸波材料、宽频吸波片及制备方法

技术领域

本申请属于电磁波吸收材料技术领域，具体涉及宽频吸波材料、宽频吸波片及制备方法。

背景技术

随着无线设备在人类生活中的普及，电磁波污染已经成为危害人类健康的一大污染源，同时大量的电磁波也对无线设备本身造成了严重的电磁干扰问题，电磁波吸收材料(吸波材料)是具有吸收、消耗电磁波能量效果的材料，因此可以有效应对电磁波污染和电磁波干扰。电磁波进入吸波材料后，还需要在材料中损耗掉，吸波材料按损耗机制可以分为电阻损耗材料、介电损耗材料、磁损耗材料。已知的吸波材料有石墨、碳纤维等碳系吸波材料，有铁氧体等铁系吸波材料，有碳化硅等陶瓷系吸波材料，还有一些手性材料、等离子材料等。在工程应用中，吸波材料可以做成涂层，也可以做成贴片；其中做成贴片加工运输便捷、施工方便、具有柔性、可设计性强，更适合运用在电子产品领域中。

然而，现在辐射电磁波的无线设备种类繁多、分布愈加密集，辐射电磁波的频率愈发宽，强度愈发强，对吸波材料提出了吸波频率范围宽(吸波频段宽)、电磁波能量损耗率高的要求。电磁波能量损耗率在业内一般通过“反射损耗”来表征，反射损耗的单位是分贝(dB)，吸波材料的反射损耗越小越好，当反射损耗分别小于-10dB、-20dB、-30dB时，分别意味着会有90％、99％、99.9％以上的电磁波能量被吸波材料吸收。采用单种吸波材料往往难以满足吸波频率范围宽、电磁波能量损耗率高的要求，因此现有技术中往往使用多种吸波材料配合使用以增大吸波频率的范围，并增强吸波效果，目前在L～Ku波段，也即1GHz～18GHz的低频波段吸波强度较好，但总体依然存在吸波频段窄、电磁波能量损耗率低的问题。

发明内容

本申请的目的在于克服现有技术的上述不足，提供宽频吸波材料、宽频吸波片及制备方法，以解决现有吸波材料吸波频段窄、电磁波能量损耗率低的技术问题。

为了实现上述申请目的，本申请第一方面，提供了一种宽频吸波材料。本申请宽频吸波材料包括阻抗匹配吸波材料、多孔吸波材料和电阻介电损耗吸波材料，多孔吸波材料的孔径为5μm～30μm，孔隙率为50％～70％。

本申请宽频吸波材料所含阻抗匹配吸波材料可以降低电磁波入射时的反射率，提高电磁波吸收率；多孔吸波材料可以增大损耗电磁波能量的频段尤其是增加高频损耗，使多孔吸波材料在1GHz～40GHz频段(L～Ka波段)都具有电磁波损耗效果，频率范围宽；电阻介电损耗吸波材料可以将吸收的电磁波能量转化为热能，极大提高了电磁波能量损耗率。从而本申请宽频吸波材料具有宽频吸波，高能量损耗率的效果。

一些实施例中，多孔吸波材料包括多孔镍、多孔碳、空心玻璃微珠中的至少一种。

一些实施例中，电阻介电损耗吸波材料包括石墨、无定型碳、钛酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂中的至少一种。

一些实施例中，电阻介电损耗吸波材料在1GHz～40GHz频段的电磁波衰减系数为400～800。

一些实施例中，阻抗匹配吸波材料包括三氧化二铝、三氧化二铁、二氧化硅、二氧化钛、碳酸钙中的至少一种。

一些实施例中，阻抗匹配吸波材料的电阻率为10

一些实施例中，阻抗匹配吸波材料在1GHz～40GHz频段的阻抗匹配系数为0.8～1。

一些实施例中，阻抗匹配吸波材料、多孔吸波材料和电阻介电损耗吸波材料的质量比为(40～70)：(30～50)：(60～90)。

本申请第二方面，提供了一种宽频吸波片。本申请宽频吸波片含有上文本申请宽频吸波材料。

本申请宽频吸波片因含有上文本申请宽频吸波材料，因此具有宽频吸波，高能量损耗率的效果。

一些实施例中，宽频吸波片包括依次层叠的第一层、第二层和第三层，形成三明治结构，第一层的材料包括上文本申请宽频吸波材料所含的阻抗匹配吸波材料；第二层的材料包括上文本申请宽频吸波材料所含的多孔吸波材料；第三层的材料包括上文本申请宽频吸波材料所含的电阻介电损耗吸波材料。

一些实施例中，第一层的厚度为0.3mm～0.5mm。

一些实施例中，第二层的厚度为1.0mm～1.5mm。

一些实施例中，第三层的厚度为0.5mm～1.0mm。

一些实施例中，第一层、第二层和第三层中独立的还含有基材。

一些实施例中，阻抗匹配吸波材料占第一层总质量的40wt％～70wt％。

一些实施例中，多孔吸波材料占第二层总质量的30wt％～50wt％。

一些实施例中，电阻介电损耗吸波材料占第三层总质量的60wt％～90wt％。

一些实施例中，基材包括丁晴橡胶、丁苯橡胶、聚氨酯橡胶、三元乙丙橡胶中的至少一种。

本申请第三方面，提供了一种宽频吸波片的制备方法。本申请宽频吸波片的制备方法包括如下步骤：

将包括阻抗匹配吸波材料、多孔吸波材料和电阻介电损耗吸波材料进行第一混合处理，得到混合物；

将混合物进行第一成膜处理，得到宽频吸波片；

或

将包括阻抗匹配吸波材料、多孔吸波材料和电阻介电损耗吸波材料分别进行第二成膜处理，依次得到第一层、第二层和第三层；

将第一层、第二层和第三层依次进行层叠处理，得到宽频吸波片；

其中，阻抗匹配吸波材料、多孔吸波材料和电阻介电损耗吸波材料为上文本申请宽频吸波材料所含的阻抗匹配吸波材料、多孔吸波材料和电阻介电损耗吸波材料。

本申请宽频吸波片的制备方法制得的宽频吸波片吸波频段宽，电磁波损耗率高，质量稳定可靠，工艺参数可控，一致性好。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例1至实施例3宽频吸波片吸波测试结果示意图；

图2为本申请实施例1三层结构宽频吸波片的结构示意图；

图3为本申请单层结构的宽频吸波片的一种制备方法的流程示意图；

图4为本申请三层结构宽频吸波片的制备方法的流程示意图；

具体实施方式中的附图标号如下：

1、第一层；2、第二层；3、第三层。

具体实施方式

为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。

第一方面，本申请实施例提供了一种宽频吸波材料。本申请实施例宽频吸波材料包括阻抗匹配吸波材料、多孔吸波材料和电阻介电损耗吸波材料，多孔吸波材料的孔径为5μm～30μm，孔隙率为50％～70％。

本申请实施例宽频吸波材料中包括的阻抗匹配吸波材料指的是该材料与外界空间的阻抗相匹配。具体的说，电磁波从阻抗为Z0的外界空间入射到阻抗为Z1的吸波材料时，电磁波一部分会反射，另一部分进入吸波材料，其中反射率R＝(Z0-Z1)/(Z0+Z1)，这里的阻抗等于磁导率除以介电常数所得商的平方根。显然，在外界空间与吸波材料界面处，待吸收频率内的电磁波反射率不能太高，否则电磁波经反射又会回到外界空间传播，因此需要反射率较低，电磁波才能最大限度的进入吸波材料，提高吸波效果。理想情况下，一定频率范围的电磁波入射，当Z1＝Z0时，反射率为0是阻抗最匹配的情形，但现实中基本无法实现，因此Z1越接近Z0，也即一定频段的电磁波入射时，阻抗匹配吸波材料的阻抗越接近外界空间的阻抗，电磁波可以最大限度进入吸波材料，这就是阻抗相匹配的含义。这里的外界空间可根据使用场景而定，例如大部分情况下是在空气中使用，在电磁波宽频范围内阻抗匹配吸波材料阻抗越接近空气阻抗，吸波效果越好。此外，由于阻抗匹配材料有电阻，吸收的电磁波中也有一部分会因电阻损耗而阻抗匹配材料中在被消耗。

本申请实施例宽频吸波材料中包括的多孔吸波材料指的是吸波材料中含有多孔结构的材料。发明人在研究中发现，这些材料除了本征电磁损耗能力外，其具有的多孔结构还对吸收的电磁波具有多重散射和干涉效应，从而进一步增强电磁波在多孔吸波材料中的损耗。此外，发明人还发现，选择合适孔径和孔隙率的吸波材料对电磁波吸收与损耗效果提升明显。发明人在研究中测得，①当多孔吸波材料的孔径为5μm～30μm时，孔洞直径在微米级，加上较大孔隙率，从而使得频率在18GHz以上的电磁波波更容易因干涉而消耗电磁能量，从而拓展了多孔吸波材料在高频段的损耗效果。示范例中，多孔吸波材料的孔径可以是5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm等典型而非限制性的孔径。②孔隙率越大，电磁波在多孔吸波材料中更容易发生电磁散射，并在本申请宽频吸波材料中持续消耗电磁能量，提高电磁波能量损耗率；此外，该材料孔隙率越大，在实际应用中也有利于降低材料的密度，使得多孔吸波材料更轻。示范例中，多孔吸波材料的孔隙率可以是50％、55％、60％、65％、70％等典型而非限制性的孔隙率。因此多孔吸波材料为该些孔径及孔隙率时可以赋予本申请实施例宽频吸波材料具有更宽的电磁波能量损耗频率范围，以及更高的电磁波能量损耗率。

本申请实施例宽频吸波材料中包括的电阻介电损耗吸波材料指的是具有电阻损耗和/或介电损耗效果的吸波材料。这些材料可以将电磁波在材料中逐步衰减，将电磁能量转化为热能消耗掉。①电阻损耗吸波材料在吸收电磁波后可以使载流子引起感应电流，感应电流在材料内部传输过程中会转化成热能消耗掉，例如公开的碳化硅、石墨等材料；②介电常数有实部和虚部，而介电损耗吸波材料由于具有较高的虚部，在吸收电磁波的频率高于材料的极化时就会产生极化的滞后，从而介电反复极化产生类似“摩擦”的作用而将电磁能量转化为热能消耗掉，例如公开的钛酸钡等材料。经研究发现，这些电阻介电损耗吸波材料在1GHz～18GHz的低频波段电磁波能量损耗率非常明显。

发明人经研究，本申请实施例宽频吸波材料包括上文阻抗匹配吸波材料、多孔吸波材料和电阻介电损耗吸波材料时，这些材料可以是多相复合式的，也可以是两两复合式的，还可以是分层式的。当包括这三类材料时，三类材料相互之间起到增效的作用，使得吸收电磁波频率范围变宽，可损耗的电磁波频率范围也变宽，而且电磁波能量损耗率得到极大增强。从而本申请实施例宽频吸波材料在1GHz～40GHz频段内具有微波低频、高频多频谱兼容的宽频电磁波吸收效果，而且反射损耗优于-10dB的带宽也很高。所以本申请实施例宽频吸波材料实现了宽频吸波、电磁波能量损耗率高的吸波效果。

一些实施例中，阻抗匹配吸波材料、多孔吸波材料和电阻介电损耗吸波材料的质量比可以为(40～70)：(30～50)：(60～90)。该些材料的质量比可以使本申请实施例宽频吸波材料兼顾电磁波吸收率、吸波损耗频率范围、电磁波能量损耗率，达到宽频吸波、高损耗率的效果。示范例中，其质量比可以为40：35：60、50：40：70、60：30：80等典型而非限制性的比例。

一些实施例中，阻抗匹配吸波材料可以包括三氧化二铝、三氧化二铁、二氧化硅、二氧化钛、碳酸钙中的至少一种。

经测试，阻抗匹配吸波材料具有如下至少一种性质：

阻抗匹配吸波材料的电阻率为10

阻抗匹配吸波材料在1GHz～40GHz频段的阻抗匹配系数为0.8～1，示范例中，其阻抗匹配系数可以是0.8、0.85、0.9、0.95、1等典型而非限制性的系数。

该些氧化物和/或碳酸钙，或者具有该些电阻率、该些阻抗匹配系数的吸波材料作为阻抗匹配吸波材料，与空气具有较好的阻抗匹配效果，可以减少电磁波从外界空间入射时的反射率，提高吸收电磁波的比例。

一些实施例中，多孔吸波材料可以包括多孔镍、多孔碳、空心玻璃微珠中的至少一种。发明人经研究发现，该些多孔吸波材料除了具有本征电磁损耗能力，其多孔结构在具有上文孔径、孔隙率时，更能赋予本申请实施例宽频吸波材料具有更宽的电磁波能量损耗频率范围，以及更高的电磁波能量损耗率。

一些实施例中，电阻介电损耗吸波材料在1GHz～40GHz频段的电磁波衰减系数可以为400～800。

该些电阻介电损耗吸波材料的电磁波衰减系数赋予了电阻介电损耗吸波材料具有相应的电磁波损耗的能力，确保对于L～Ku的低频波段具有足够的损耗效果，使电磁波在材料中迅速损耗，巩固本申请实施例宽频吸波材料的吸波效果。示范例中，电阻介电损耗吸波材料的电磁波衰减系数可以为500、600、700、800等典型而非限制性的系数。

一些实施例中，电阻介电损耗吸波材料包括石墨、无定型碳、钛酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂中的至少一种。

发明人在研究中还发现，回收锂电池中含有的一些正负极材料也具有电阻和/或介电损耗的效果，尤其是锂电池正极材料的电磁波损耗效果未见公开记载。经过进一步研究，该些锂电池正极和/或负极材料具有电阻损耗和/或介电损耗的效果，电磁波在这些材料中会逐步衰减，通过电阻损耗和/或介电损耗将电磁能量转化为热能，提高电磁波能量损耗率。经研究发现，该些材料在L～Ku的低频波段吸波强度较好。另外在实际应用中，该些材料可以从废弃锂电池中回收获得，既具有环境效益，也具有很好的经济效益。

第二方面，本申请实施例提供了一种宽频吸波片。本申请实施例宽频吸波片包括上文各申请实施例宽频吸波材料。宽频吸波片所含的阻抗匹配吸波材料、多孔吸波材料和电阻介电损耗吸波材料可以是多相复合形成层结构，也可以是两两复合形成层结构，还可以是单种材料单独形成层结构。因为含有上文各申请实施例宽频吸波材料，因此赋予本申请实施例宽频吸波片具有吸波频率范围宽、电磁波能量损耗率高的效果。

一些实施例中，宽频吸波片可以包括依次层叠的第一层1、第二层2和第三层3，形成三明治结构，第一层1的材料可以包括上文各实施例宽频吸波材料所含的阻抗匹配吸波材料；所述第二层2的材料包括上文各实施例宽频吸波材料所含的多孔吸波材料；所述第三层3的材料包括上文各实施例宽频吸波材料所含的电阻介电损耗吸波材料。

这样将宽频吸波材料所含材料分类形成三层结构宽频吸波片的方式，可以充分发挥各层材料的吸波与损耗效果，使本申请实施例宽频吸波片有更宽的吸波频率和更高的电磁波能量损耗率。第一层1含有阻抗匹配吸波材料，从而具有与外界空间阻抗匹配、对宽频电磁波吸收率高的效果；第二层2含有多孔吸波材料，从而具有吸波频率范围宽、电磁波能量损耗率高的效果；第三层3因含有电阻介电损耗吸波材料，从而具有强电磁损耗作用，具有电磁波能量损耗率高的效果。因此，本申请实施例宽频吸波片具有宽频吸波、电磁波能量损耗率高的效果。实际应用中，依次层叠后制得的宽频吸波片可以将第一层1朝向电磁波传输的外界空间以获得最好的吸波效果。

一些实施例中，第一层1的厚度可以为0.3mm～0.5mm；第二层2的厚度可以为1.0mm～1.5mm；第三层3的厚度可以为0.5mm～1.0mm。该些厚度使得进入吸波片的电磁波有足够空间被吸收并损耗，有利于吸波片取得宽频吸波、电磁波能量损耗率高的效果。

一些实施例中，第一层1、第二层2和第三层3中可以独立的还含有基材，阻抗匹配吸波材料可以占第一层1总质量的40wt％～70wt％；多孔吸波材料可以占第二层2总质量的30wt％～50wt％；电阻介电损耗吸波材料可以占第三层3总质量的60wt％～90wt％。

本申请实施例宽频吸波片的第一层1、第二层2和第三层3可以独立的包括基材。基材可以是透波材料，在实际应用中，基材可以稳定容纳宽频吸波材料，并提供较高的抗冲击模量、耐环境性以及柔性，赋予制得的宽频吸波片具有更稳定的宽频吸波效果和更强的吸波性能，此外还更加方便设计、工业生产、运输和使用。基材可以包括有机绝缘橡胶，例如丁晴橡胶、丁苯橡胶、聚氨酯橡胶、三元乙丙橡胶中的至少一种。

当然，基材不仅仅限于使用在上述三层结构的宽频吸波片中，当本申请实施例宽频吸波片所含材料为其他结构或复合形式时，也可以包括基材。

第三方面，本申请实施例提供了一种宽频吸波片的制备方法。该制备方法包括如下步骤：

S01：将包括阻抗匹配吸波材料、多孔吸波材料和电阻介电损耗吸波材料进行第一混合处理，得到混合物；

S02：将混合物进行第一成膜处理，得到宽频吸波片。

或者

S03：将包括阻抗匹配吸波材料、多孔吸波材料和电阻介电损耗吸波材料分别进行第二成膜处理，依次得到第一层1、第二层2和第三层3；

S04：将第一层1、第二层2和第三层3依次进行层叠处理，得到宽频吸波片。

其中，步骤S01和步骤S03中阻抗匹配吸波材料、多孔吸波材料和电阻介电损耗吸波材料可以分别为上文本申请各实施例宽频吸波材料所含的阻抗匹配吸波材料、多孔吸波材料和电阻介电损耗吸波材料。

本申请实施例宽频吸波材料的制备方法包括了两种不同结构的宽频吸波片各自的制备方法。两种制备方法制得的宽频吸波片都具有电磁波吸收频率范围宽、能量损耗率高的效果。

步骤S01和步骤S02可以制得多相复合结构的宽频吸波片。

步骤S01：

步骤S01中的第一混合处理可以是将上文本申请各实施例宽频吸波材料充分混合均匀，得到混合物。也可以将上文本申请各实施例宽频吸波材料与基材原材料经熔炼均匀地混合，再进行细化处理，得到混合物。

步骤S02：

步骤S02中的第一成膜处理可以是将混合物平整为膜层，得到宽频吸波片。也可以是将含有基材的混合物经热压处理得到膜层，得到宽频吸波片。本方法制备的宽频吸波片吸波频段宽、能量损耗率高，具有优异的吸波效果，制备方法工艺可控，成品性质稳定。

步骤S03和步骤S04可以制得三层结构的宽频吸波片。

步骤S03：

步骤S03中的第二成膜处理具体可以包括如下步骤：

S031：可以将阻抗匹配吸波材料、多孔吸波材料和电阻介电损耗吸波材料各自独立的与基材颗粒进行第二混合处理，再细化处理，得到三组混合材料。

S032：可以将三组混合材料进行热压处理，得到三组膜层。

步骤S031中的第二混合处理可以是通过密炼机将原材料颗粒熔炼均匀。密炼机温度可以为60℃～80℃，密炼时间可以为8h～12h。细化处理可以是破碎、过筛处理，破碎过筛的目数可以大于60目。这样可以将原材料充分混合并分散到基材中。

步骤S032中的热压处理可以是通过双辊压延机分别独立的将三组混合材料加热、挤压，并通过双辊间距控制薄膜的厚度，得到三组膜层。双辊压延设备的滚筒工作温度可以为70℃～90℃。这样可以将三组混合材料制成合适的厚度并使各层具备上文实施例宽频吸波片相应厚度下优良的吸波效果。

步骤S04：

步骤S04中的依次进行层叠处理，可以是按第一层1、第二层2、第三层3的顺序依次将膜面贴着膜面相叠加，可以通过热压成型工艺制得宽频吸波片，具体可以是硫化机加热加压成型，硫化机滚筒工作温度可以为120℃～150℃，钢带与滚筒间压力可以为5MPa～15MPa，硫化线速度可以为0.2m/min～0.8m/min。这样可以制得三层结构的宽频吸波片，充分发挥各层吸波效果，使宽频吸波片具有宽频吸波、电磁波损耗率高的优良吸波效果。

以下通过多个具体实施例来举例说明本申请实施例宽频吸波片及其制备方法。

1.宽频吸波片及其制备方法实施例：

实施例1

本实施例提供一种宽频吸波片及其制备方法。本实施例宽频吸波片为如图2所示的三层结构，第一层组分质量比重为：丁晴橡胶占40份，氧化铝占30份，三氧化二铁占30份；第二层组分质量比重为：丁晴橡胶占70份，多孔碳占10份，空心玻璃微珠占20份，多孔碳和空心玻璃微珠的孔径为8μm～20μm，孔隙率为60％；第三层组分质量比重为：丁晴橡胶占10份，钛酸锂占50份，镍钴锰酸锂占40份。第一层、第二层和第三层的厚度分别为0.4mm、1.1mm和0.5mm。丁晴橡胶在第一层至第三层中作为基材。

本实施例宽频吸波片的制备方法包括如下步骤：

S1.混合处理：

将各层原材料颗粒分别按照本实施例宽频吸波片各层材料质量比分别独立的放入密炼机中，密炼机温度设置为80℃，密炼时间设置为8h，熔炼均匀后，再经过破碎和80目筛网过筛，得到三组混合材料；

S2.成膜处理：

将步骤S1得到的三组混合材料分别放入直径为Φ150mm、工作宽度为500mm的双辊压延机中，调节滚筒间距分别为0.4mm、1.1mm和0.5mm，将滚筒工作温度设置为70℃、转动线速度设置为0.8m/min，通过双辊的加热和挤压，形成连续薄膜，得到三组膜层；

S3.热压成型：

将步骤S2得到的三组膜层按照第一层、第二层、第三层的顺序依次膜面贴着膜面相叠加，放入硫化机放卷筒上，硫化机滚筒工作温度设置为120℃，钢带与滚筒间压力设施为10MPa，硫化线速度设置为0.5m/min，通过硫化机加热加压成型，得到宽频吸波片。

实施例2

本实施例提供一种宽频吸波片及其制备方法。本实施例宽频吸波片为三层结构，第一层组分质量比重为：聚氨酯橡胶占30份，氧化铝占20份，二氧化硅占10份，三氧化二铁占30份；第二层组分质量比重为：聚氨酯橡胶占50份，多孔镍占40份，空心玻璃微珠占10份，多孔镍和空心玻璃微珠的孔径为10μm～20μm，孔隙率为65％；第三层组分质量比重为：聚氨酯橡胶占10份，钛酸锂占50份，镍钴锰酸锂占40份。第一层、第二层和第三层的厚度分别为0.4mm、1.0mm和0.6mm。聚氨酯橡胶在第一层至第三层中作为基材。

本实施例宽频吸波片的制备方法包括如下步骤：

S1.混合处理：

将各层原材料颗粒分别按照本实施例宽频吸波片各层材料质量比分别独立的放入密炼机中，密炼机温度设置为70℃，密炼时间设置为10h，熔炼均匀后，再经过破碎和60目筛网过筛，得到三组混合材料；

S2.成膜处理：

将步骤S1得到的三组混合材料分别放入直径为Φ150mm、工作宽度为500mm的双辊压延机中，调节滚筒间距分别为0.4mm、1.0mm和0.6mm，将滚筒工作温度设置为90℃、转动线速度设置为0.8m/min，通过双辊的加热和挤压，形成连续薄膜，得到三组膜层；

S3.热压成型：

将步骤S2得到的三组膜层按照第一层、第二层、第三层的顺序依次膜面贴着膜面相叠加，放入硫化机放卷筒上，硫化机滚筒工作温度设置为150℃，钢带与滚筒间压力设施为10MPa，硫化线速度设置为0.6m/min，通过硫化机加热加压成型，得到宽频吸波片。

实施例3

本实施例提供一种宽频吸波片及其制备方法。本实施例宽频吸波片为三层结构，第一层组分质量比重为：三元乙丙橡胶占50份，氧化铝占10份，二氧化硅占10份，三氧化二铁占30份；第二层组分质量比重为：三元乙丙橡胶占50份，多孔镍占30份，多孔碳占5份，空心玻璃微珠占15份，多孔镍和多孔碳的孔径为20μm～30μm，孔隙率为70％；第三层组分质量比重为：三元乙丙橡胶占10份，钛酸锂占40份，镍钴锰酸锂占40份，无定型碳占10份。第一层、第二层和第三层的厚度分别为0.3mm、1.0mm和0.7mm。三元乙丙橡胶在第一层至第三层中作为基材。

本实施例宽频吸波片的制备方法包括如下步骤：

S1.混合处理：

将各层原材料颗粒分别按照本实施例宽频吸波片各层材料质量比分别独立的放入密炼机中，密炼机温度设置为70℃，密炼时间设置为12h，熔炼均匀后，再经过破碎和100目筛网过筛，得到三组混合材料；

S2.成膜处理：

将步骤S1得到的三组混合材料分别放入直径为Φ150mm、工作宽度为500mm的双辊压延机中，调节滚筒间距分别为0.3mm、1.0mm和0.7mm，将滚筒工作温度设置为80℃、转动线速度设置为0.8m/min，通过双辊的加热和挤压，形成连续薄膜，得到三组膜层；

S3.热压成型：

将步骤S2得到的三组膜层按照第一层、第二层、第三层的顺序依次膜面贴着膜面相叠加，放入硫化机放卷筒上，硫化机滚筒工作温度设置为150℃，钢带与滚筒间压力设施为10MPa，硫化线速度设置为0.6m/min，通过硫化机加热加压成型，得到宽频吸波片。

实施例4

本实施例提供一种宽频吸波片及其制备方法。本实施例宽频吸波片与实施例1的区别仅在于第二层组分的“多孔碳占10份，空心玻璃微珠占20份”改为“多孔碳占30份”，多孔碳的孔径为8μm～20μm，孔隙率为60％；

宽频吸波片的制备方法也做相应调整。

实施例5

本实施例提供一种宽频吸波片及其制备方法。本实施例宽频吸波片所含材料种类及组分与实施例1相同，区别在于本实施例宽频吸波片为多相复合的单层结构。本实施例宽频吸波片的组分质量比重为：丁晴橡胶占120份，氧化铝占30份，三氧化二铁占30份，多孔碳占10份，空心玻璃微珠占20份，丁晴橡胶占10份，钛酸锂占50份，镍钴锰酸锂占40份，其中多孔碳和空心玻璃微珠的孔径为8μm～20μm，孔隙率为60％。宽频吸波片厚度为2.0mm。丁晴橡胶在宽频吸波片中作为基材。

本实施例宽频吸波片的制备方法包括如下步骤：

S4.混合处理：

按上述本申请实施例原材料质量比，将原材料的颗粒放入密炼机中，密炼机温度设置为80℃，密炼时间设置为8h，熔炼均匀后，再经过破碎和80目筛网过筛，得到混合物；

S5.成膜处理：

将步骤S4得到的三组混合材料分别放入直径为Φ150mm、工作宽度为500mm的双辊压延机中，调节滚筒间距为2.0mm，将滚筒工作温度设置为70℃、转动线速度设置为0.8m/min，通过双辊的加热和挤压，形成连续薄膜，得到宽频吸波片。

对比例1

本对比例提供一种吸波片及制备方法，本对比例吸波片与实施例1的区别仅在于所含多孔碳和空心玻璃微珠的孔径为2μm～5μm，孔隙率为30％。

对比例2

本对比例提供一种吸波片及制备方法，本对比例吸波片与实施例1的区别仅在于所含多孔碳和空心玻璃微珠的孔径为1μm～3μm，孔隙率为20％。

对比例3

本对比例提供一种吸波片及制备方法，本对比例吸波片与实施例1的区别仅在于所含多孔碳和空心玻璃微珠的孔径为30μm～40μm，孔隙率为20％。

2.宽频吸波片电磁波吸收效果测试：

将实施例1至实施例5和对比例1至对比例3制得的吸波片通过基于矢量网络分析仪搭建的弓形法测试系统进行测试，得到吸波片在1GHz～40GHz频段的反射损耗值以及对应频段，具体见表1和图1。

表1

通过表1和图1可以看出实施例1宽频吸波片在1GHz～40GHz频段(L～Ka波段)全频段都有电磁波吸收效果，其中反射损耗值低于-10dB也就是能吸收并损耗90％以上电磁波能量的频段在13.28GHz～40GHz。

实施例2宽频吸波片在1GHz～40GHz频段(L～Ka波段)全频段都有电磁波吸收效果，其中反射损耗值低于-10dB也就是能吸收并损耗90％以上电磁波能量的频段在11.6GHz～40GHz。

实施例3宽频吸波片在1GHz～40GHz频段(L～Ka波段)全频段都有电磁波吸收效果，其中反射损耗值低于-10dB也就是能吸收并损耗90％以上电磁波能量的频段在16.21GHz～36.68GHz。

实施例4宽频吸波片第二层仅包括多孔碳，宽频吸波片在1GHz～40GHz频段(L～Ka波段)全频段都有电磁波吸收效果，其中反射损耗值低于-10dB也就是能吸收并损耗90％以上电磁波能量的频段在12.36GHz～38.76GHz。

实施例5宽频吸波片为复合多相单层结构，宽频吸波片在1GHz～40GHz频段(L～Ka波段)全频段都有电磁波吸收效果，其中反射损耗值低于-10dB也就是能吸收并损耗90％以上电磁波能量的频段在10.44GHz～30.54GHz。

将实施例1至实施例5宽频吸波片分别与对比例1至对比例3吸波片对比，可以看出通过阻抗匹配吸波材料、多孔吸波材料和电阻介电损耗吸波材料的复配，可以实现电磁波宽频吸收的效果，并具有一定的损耗效果；同时，多孔吸波材料选择合理的粒径与孔隙率，可以提高电磁波能量损耗率，并增大损耗90％以上电磁波能量的频率范围，实现电磁波宽频吸收与强损耗的效果。

将实施例1与实施例5进行对比，可以看出将宽频吸波片所含三组材料制成三层结构，相比将三组材料制成多相复合的单层结构，电磁波损耗率更高，损耗90％以上电磁波能量的频率范围更大，因此宽频吸波、强损耗效果更为明显。

因此本申请实施例宽频吸波片实具有吸波频段宽、电磁波能量损耗率高的效果。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。