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1、(10)申请公布号 CN 102956985 A (43)申请公布日 2013.03.06 C N 1 0 2 9 5 6 9 8 5 A *CN102956985A* (21)申请号 201110255459.2 (22)申请日 2011.08.31 H01Q 15/00(2006.01) B32B 3/12(2006.01) B32B 15/08(2006.01) (71)申请人深圳光启高等理工研究院 地址 518000 广东省深圳市南山区高新区中 区高新中一道9号软件大厦 申请人深圳光启创新技术有限公司 (72)发明人刘若鹏 赵治亚 金曦 王文剑 (54) 发明名称 一种蜂窝增强型超材料。
2、的制备方法 (57) 摘要 本发明提供了一种蜂窝增强型超材料，包括 一种蜂窝增强型超材料的制备方法。所述蜂窝增 强型超材料由多层超材料功能板组合而成，所述 超材料功能板包括介质基板以及阵列在介质基板 上的多个人造微结构，所述超材料功能板两两之 间固定有蜂窝材料层。所述蜂窝增强型超材料的 制备方法，包含以下步骤：S1.在介质基板上阵列 多个人造微结构，形成超材料功能板；S2.在多个 超材料功能板两两之间固定一层蜂窝材料层，形 成蜂窝增强型超材料。蜂窝材料层的使用，增强了 超材料的机械强度，减小了介质基板材料的损耗， 提高了超材料的吸波性能。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附。
3、图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 1/1页 2 1.一种蜂窝增强型超材料，由多层超材料功能板组合而成，所述超材料功能板包括介 质基板以及阵列在介质基板上的多个人造微结构，其特征在于：所述超材料功能板两两之 间固定有一层蜂窝材料层。 2.根据权利要求1所述的蜂窝增强型超材料，其特征在于，所述人造微结构为人造金 属铜微结构。 3.根据权利要求1所述的蜂窝增强型超材料，其特征在于，所述蜂窝材料层的结构为V 型结构。 4.一种蜂窝增强型超材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： S1.在介质基板上阵列多个人造微结构，。
4、形成超材料功能板； S2.在多个所述超材料功能板两两之间固定一层蜂窝材料层，形成所述蜂窝增强型超 材料。 5.根据权利要求4所述的蜂窝增强型超材料的制备方法，其特征在于，所述蜂窝材料 层的制备方法包括以下步骤： S3.以高分子树脂为原料，采用注塑成型的方法制备出片材； S4.将制备出的所述片材放入滚压机，形成所述蜂窝材料层。 6.根据权利要求5所述的蜂窝增强型超材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中， 注塑成型的温度控制在150-190，注塑成型的时间控制在1-1.5分钟。 7.根据权利要求5所述的蜂窝增强型超材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中， 所述滚压机转动速度控制在5-10转。
5、/分钟，所述滚压机温度控制在120-140。 8.根据权利要求4所述的蜂窝增强型超材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中， 通过化学蚀刻、电镀、钻刻、光刻、电子刻或离子刻的方法在所述超材料功能板的所述介质 基板上阵列多个所述人造微结构。 9.根据权利要求4所述的蜂窝增强型超材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中， 所述超材料功能板的所述介质基板为有机树脂材料，通过热压的方法在所述超材料功能板 两两之间固定一层蜂窝材料层。 10.根据权利要求4所述的蜂窝增强型超材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2 中，所述超材料功能板的所述介质基板为陶瓷材料，通过粘合的方法在所述超材料功能板 两两之。
6、间固定一层蜂窝材料层。 权 利 要 求 书CN 102956985 A 1/3页 3 一种蜂窝增强型超材料的制备方法 【 技术领域 】 0001 本发明涉及超材料领域，尤其涉及一种蜂窝增强型超材料及其制备方法领域。 【 背景技术 】 0002 超材料一般由多个超材料功能板层叠或按其他规律阵列组合而成，超材料功能板 包括介质基板以及阵列在介质基板上的多个人造微结构，现有超材料的介质基板为均一材 质的有机或无机基板，如FR4、TP1等等。阵列在介质基板上的多个人造微结构具有特定的 电磁特性，能对电场或磁场产生电磁响应，通过对人造微结构的结构和排列规律进行精确 设计和控制，可以使超材料呈现出各种一般。
7、材料所不具有的电磁特性，如能汇聚、发散和偏 折电磁波等。 0003 蜂窝结构材料起源于仿生学，是应航空航天科技特殊需要发展起来的一种超新型 复合材料。这种典型的夹层结构是由上下两层薄板和中间六角形蜂窝状芯材用胶黏剂胶接 而成的轻质高强板材。其夹层蜂窝芯结构和面层材料可以采用多种不同材质制作，以满足 不同的技术性能要求。它是人类迄今为止所知的最节省材料、强度重量比最大的一种结构 性材料，其使用的有效材质仅为被替代实体材料的15。其特点主要有用料省、比强度 高、比刚度高、结构稳定性好、可预知均匀的缓冲强度、抗疲劳性好和隔热保温等。在原材料 日益短缺的今天，蜂窝增强材料的特点赋予了其极高的使用价值。。
8、 0004 现有超材料功能板的制造工艺只是将人造微结构按一定规律阵列在介质基板上， 因超材料功能板的介质基板的材质选择范围有限，使得形成的超材料机械强度整体较低， 又将人造微结构阵列在介质基板上材料的损耗亦较大，大大降低了超材料的吸波性能。 【 发明内容 】 0005 本发明所要解决的技术问题：一方面，提供一种简单易行的蜂窝增强型超材料的 制备方法，另一方面，提供一种由上述方法制得的蜂窝增强型超材料。 0006 本发明实现发明目的采用的技术方案是，一种蜂窝增强型超材料的制备方法，包 括以下步骤： 0007 S1.在介质基板上阵列多个人造微结构，形成超材料功能板； 0008 S2.在多个超材料功。
9、能板两两之间固定一层蜂窝材料层，形成蜂窝增强型超材料。 0009 蜂窝材料层的制备方法包括以下步骤： 0010 S3.以高分子树脂为原料，采用注塑成型的方法制备出片材， 0011 S4.将制备出的片材放入滚压机，形成V型结构的蜂窝材料层。 0012 优选地，在步骤S1中，人造微结构为人造金属铜微结构。 0013 优选地，在步骤S2中，蜂窝材料层的结构为V型结构。 0014 优选地，在步骤S3中，注塑成型的温度控制在150-190，注塑成型的时间控制在 1-1.5分钟。 0015 优选地，在步骤S4中，滚压机转动速度控制在5-10转/分钟，滚压机温度控制在 说 明 书CN 102956985 A。
10、 2/3页 4 120-140。 0016 优选地，在步骤S1中，通过化学蚀刻、电镀、钻刻、光刻、电子刻或离子刻的方法在 超材料功能板的介质基板上阵列多个人造微结构。 0017 优选地，在步骤S2中，超材料功能板的介质基板为有机树脂材料，通过热压的方 法在超材料功能板两两之间固定一层蜂窝材料层。 0018 优选地，在步骤S2中，超材料功能板的介质基板为陶瓷材料，通过粘合的方法在 超材料功能板两两之间固定一层蜂窝材料层。 0019 一种蜂窝增强型超材料，由多层超材料功能板组合而成，超材料功能板包括介质 基板以及阵列在介质基板上的多个人造微结构，超材料功能板两两之间固定有蜂窝材料 层。 0020 。
11、与现有技术相比，本发明提供的一种蜂窝增强型超材料的制备方法，主要是将超 材料功能板固定在蜂窝材料层上，蜂窝材料层有用料省、比强度高、比刚度高、结构稳定性 好、可预知均匀的缓冲强度、抗疲劳性好的特点，同时，本发明也提供了一种制备蜂窝材料 层的简单方法，可以很方便的制备复杂的蜂窝材料层，将超材料功能板与蜂窝材料层二者 结合使用，可以大大增强超材料的机械强度，减小介质基板的介电常数和损耗，提高了超材 料的吸波性能。 【 附图说明 】 0021 图1为超材料功能板结构图。 0022 图2为蜂窝增强型超材料截面图。 0023 图中，1为超材料功能板、11为介质基板、12为人造微结构、13为蜂窝材料层。 。
12、【 具体实施方式 】 0024 下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。 0025 蜂窝增强型超材料由超材料功能板与蜂窝材料层组成，超材料功能板包括介质基 板以及阵列在介质基板上的多个人造微结构，介质基板主要的作用是在机械性能上适应应 用环境的需要以固定人造微结构阵列，在选材上可选用陶瓷、高分子材料、铁电材料、铁氧 材料、铁磁材料等，根据不同的应用领域可以按需要选择。人造微结构可选择各种金属材料 或其它可导电材料，通过设计各个人造微结构的具体结构，可以使人造微结构在整体上呈 现出一定的排布规律，进而对电磁波形成某些特殊响应，以达到具体的功能应用。现有的超 材料制备工艺复杂耗时，制成的超材料机。
13、械强度较低，损耗较大，因此开发一种简单高效的 超材料制备方法成为超材料领域亟待解决的技术难题。 0026 实施例1 0027 以高分子树脂作为制备蜂窝材料层的原料，以有机树脂基板作为超材料功能板的 介质基板，采用本发明的方法可以很方便的选择热压方式将超材料功能板压合到蜂窝材料 层上，其具体制备方法如下： 0028 S1.在有机树脂基板上采用光刻工艺并以图像转移及化学蚀刻的方式阵列多个人 造金属铜微结构，形成超材料功能板； 0029 S2采用热压的方法在超材料功能板两两之间固定一层蜂窝材料层，压合温度为 说 明 书CN 102956985 A 3/3页 5 140，压力为50kg/cm 2 ，压。
14、合时间为3分钟，形成蜂窝增强型超材料。 0030 蜂窝材料层的制备方法包括以下步骤： 0031 S3.以环氧树脂为原料，采用注塑成型的方法制备出片材，注塑成型温度为 150，时间为1分钟； 0032 S4.将制备出的片材放入滚压机，滚压机的滚压齿为三角形，滚压机转动速度为5 转/分钟，滚压机温度为130，形成V型结构的蜂窝材料层。 0033 本实施例中超材料功能板的结构图可参见图1，此超材料功能板由有机树脂基板 11以及阵列在介质基板上的多个人造微结构12组成，可以采用光刻工艺或电镀工艺以图 像转移及化学蚀刻的方式将人造微结构12附着到有机树脂基板11上。以高分子树脂为原 料，采用注塑成型技术。
15、制备出片材，放入滚压机，滚压出蜂窝材料层13，采用热压方的法在 超材料功能板1两两之间固定一层蜂窝材料层13，形成蜂窝增强型超材料。通过上述方法 制备超材料的工艺简单，制得的蜂窝增强型超材料机械强度高，介电常数较低，损耗较小。 应该理解，在步骤S3中，不仅可以采用注塑成型的方法制备出片材，还可采用热压成型的 方法制备片材，另外，根据介质基板材料的不同，可以采用与之对应的方式将超材料功能板 固定到蜂窝材料层上。 0034 实施例2 0035 有时候，为了使制备蜂窝材料层的原料选择更丰富，制成的蜂窝增强型超材料机 械性能更好，可以采用聚酰亚胺为原料制备片材，采用陶瓷材料作为介质基板，制备超材料 功。
16、能板，具体过程如下： 0036 S1.在陶瓷基板上采用光刻工艺并以图像转移及化学蚀刻的方式阵列多个人造微 结构，形成超材料功能板； 0037 S2.通过粘合的方法在所述超材料功能板两两之间固定一层蜂窝材料层，形成蜂 窝增强型超材料。 0038 蜂窝材料层的制备方法包括以下步骤： 0039 S3.以聚酰亚胺为原料，采用注塑成型的方法制备出片材，注塑成型温度为 185，注塑成型时间为1分钟； 0040 S4.将制备出的片材放入滚压机，滚压机的滚压齿为三角形，滚压机转动速度为5 转/分钟，滚压机温度为130，形成V型结构的蜂窝材料层。 0041 应当理解，在步骤S2中，也可以将超材料功能板以压合的方。
17、法固定在蜂窝材料层 上，形成蜂窝增强型超材料。 0042 由上述方法制得的蜂窝增强型超材料机械性能很高，损耗较小，应该理解，关于制 备蜂窝材料层的原料选择具有很高的灵活性，介质基板材料的选择也具有很大的自由度， 相应的，将超材料功能板两两之间固定一层蜂窝材料层的工艺就会有热压、粘合等方法。这 种蜂窝增强型超材料的制备方法可以有效减小基板材料的损耗，提高超材料的吸波能力。 0043 在上述实施例中，仅对本发明进行了示范性描述，但是本领域技术人员在阅读本 专利申请后可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行各种修改。 说 明 书CN 102956985 A 1/2页 6 图1 说 明 书 附 图CN 102956985 A 2/2页 7 图2 说 明 书 附 图CN 102956985 A 。