一種三維結構超材料的製備方法
2023-11-11 18:16:52
專利名稱：一種三維結構超材料的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種超材料的製備方法，尤其涉及一種三維結構超材料的製備方法。
背景技術：
超材料是近十年來發展起來的對電磁波起調製作用的一種新型人工材料，基本原理是人為設計材料的微結構(或稱人造「原子」)，讓這樣的微結構具有特定的電磁特性，從而由海量數目的微結構組成的材料宏觀上可具有人們所需要的電磁功能。與傳統材料技術根據自然界中已有材料的天然性質來開發電磁利用途徑的傳統材料技術不同，超材料技術 是根據需要來人為設計材料的性質並製造材料。超材料一般是由一定數量的人造微結構附在具有一定力學、電磁學的基板上，這些具有特定圖案和材質的微結構會對經過其身的特定頻段的電磁波產生調製作用。現有的超材料，例如公開號為「US7570432B1」的美國專利「METAMATERIALGRADIENTINDEX LENS」，又如公開號為 「US2010/0225562A1」 的美國專利 「BROADBAND METAMATERIALAPPARTUS, METHODS, SYSTEMS, AND COMPUTERREADABLE MEDIA」，其都是通過將微結構附著於平板的基材上形成。製備平板的超材料時，微結構附著於基板的加工工藝較為簡單，可採用常規的PCB板領域的加工工藝，例如蝕刻、鑽刻、離子刻、電子刻等。當超材料需要製成曲面時，則採用常規的PCB板領域的加工工藝時其製備難度變得很大，例如現有的申請號為「EP0575848A2」的歐洲專利，其公開了一種在三維曲面加工金屬微結構的方法，具體實現方式為採用雷射探頭曝光成像的方式一個一個地逐一蝕刻出微結構。該種製備方法的加工成本和工藝控制成本均相當高且不能快速、大批量生產。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足，提出一種製備工藝簡單的三維結構超材料的製備方法。本發明解決其技術問題採用的技術方案是，提出一種三維結構超材料的製備方法，其包括步驟根據三維結構超材料形狀製備成型基材；將人造微結構排布於柔性基板上；將柔性基板貼附於成型基材上；加熱固化成型。進一步地，所述三維結構超材料包括至少兩層所述柔性基板和至少兩層所述成型
基材O進一步地，所述三維結構超材料至少包括三層成型基材和三層柔性基板，所述柔性基板設置於相鄰兩層成型基材之間。進一步地，所述成型基材與所述柔性基板間隔設置。進一步地，每一柔性基板緊貼設置，柔性功能層緊貼於成型基材的表面。
進一步地，所述成型基材由多片樹脂和纖維構成的預浸料層鋪而成。進一步地，所述成型基材為在纖維布上塗覆樹脂製成。進一步地，所述三維結構超材料表面由至少兩個可展開為平面的幾何區域組成。進一步地，所述三維結構超材料表面上可展開為平面的幾何區域內最大高斯曲率與最小高斯曲率的比值小於100。進一步地，所述三維結構超材料表面上可展開為平面的幾何區域內最大高斯曲率與最小高斯曲率的比值小於80。進一步地，所述三維結構超材料表面上可展開為平面的幾何區域內最大高斯曲率 與最小高斯曲率的比值小於50。進一步地，所述三維結構超材料表面上可展開為平面的幾何區域內最大高斯曲率與最小高斯曲率的比值小於20。進一步地，所述三維結構超材料表面上可展開為平面的幾何區域內最大高斯曲率與最小高斯曲率的比值小於10。進一步地，通過如下步驟將柔性基板貼附於成型基材表面將三維結構超材料展開為多個平面，將柔性基板對應該多個平面剪切成多個柔性子基板，將柔性子基板貼附於成型基材對應表面區域。進一步地，不同柔性子基板上的人造微結構的拓撲結構相同。進一步地，不同柔性子基板上的人造微結構的拓撲結構不同。進一步地，通過如下步驟確定柔性基板上的人造微結構排布計算三維結構超材料各處的一種或多種電磁參數值；根據其中一種或多種電磁參數值將三維結構超材料劃分為多個電磁區域；每一電磁區域對應一種或多種電磁參數的一參數值範圍；設計每一電磁區域內的人造微結構使三維結構超材料對應該電磁區域的部分相對入射至該電磁區域的電磁波能產生預設的電磁響應。進一步地，各個電磁區域對應的電磁波參數值範圍的最大值與最小值的差值相
坐寸ο進一步地，各個電磁區域對應的電磁波參數值範圍的最大值與最小值的差值不
坐寸O進一步地，所述每一電磁區域位於一柔性子基板中，或每一電磁區域橫跨多個柔性子基板。進一步地，所述電磁參數為電磁波入射角度、軸比值、相位值或電磁波電場入射角度。進一步地，每一電磁區域內的至少一層柔性功能層上的人造微結構拓撲形狀相同，尺寸不同。進一步地，每一電磁區域內的柔性功能層上的人造微結構拓撲形狀相同。進一步地，每一電磁區域內的至少一層柔性功能層上的人造微結構與其它柔性功能層的人造微結構拓撲形狀不同。進一步地，還包括在柔性基板上開設孔或槽的步驟。進一步地，所述人造微結構為導電材料構成的具有幾何圖案的結構。進一步地，所述人造微結構通過蝕刻、鑽刻、電子刻或離子刻排布於柔性基板上。
進一步地，所述導電材料為金屬或非金屬導電材料。進一步地,所述金屬為金、銀、銅、金合金、銀合金、銅合金、鋅合金或招合金。進一步地，所述非金屬導電材料為導電石墨、銦錫氧化物或摻鋁氧化鋅。進一步地，所述人造微結構的幾何圖案為方片形、雪花形、工字形、六邊形、六邊環形、十字孔形、十字環形、Y孔形、Y環形、圓孔形或圓環形。進一步地，所述柔性基板材料為聚醯亞胺、聚酯、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚芳酯、PET膜、PE膜或PVC膜。進一步地，所述纖維為玻璃纖維、石英纖維、芳綸纖維、聚乙烯纖維、碳纖維或聚酯纖維。
進一步地，所述樹脂為熱固性樹脂。進一步地，所述熱固性樹脂包括環氧類型、氰酸酯類型、雙馬來醯亞胺樹脂及它們的改性樹脂體系或混合體系。進一步地，所述樹脂為熱塑性樹脂。進一步地，所述熱塑性樹脂包括聚醯亞胺、聚醚醚酮、聚醚醯亞胺、聚苯硫醚或聚酯。本發明通過採用柔性基板和成型基材的方式製備三維結構超材料，無需三維雕刻或蝕刻步驟，減少了工藝複雜度，加工成本低，工藝精度控制簡單，採用本發明製備方法得到的三維結構超材料可以替代各種具有複雜曲面且需要有一定電磁調製功能的結構件，也可以貼附於各種具有複雜曲面的結構件上實現需要的電磁調製功能。而且通過曲面展開和電磁分區的方式使得三維結構超材料具有較好的電磁響應和較寬的應用範圍。
圖I為本發明三維結構超材料一較佳實施方式中的部分剖視示意圖；圖2為本發明三維結構超材料另一較佳實施方式中的部分剖視示意圖；圖3為一實施例中三維結構超材料仿真模型幾何區域劃分示意圖；圖4為圖3所示劃分的幾何區域展開後的平面圖；圖5為一實施例中人造微結構拓撲形狀示意圖；圖6為電磁波入射至三維結構超材料表面某點P的入射角度示意圖；圖7為一實施例中三維結構超材料電磁區域的劃分示意圖；圖8為另一實施例中人造微結構拓撲形狀示意圖；圖9為一實施例中某一柔性子基板上部分區域的人造微結構排布示意圖。
具體實施例方式請參照圖1，圖I為本發明三維結構超材料一較佳實施方式中的部分剖視示意圖。圖I中，三維結構超材料包括多層成型基材10，緊貼於成型基材10表面的柔性功能層20，所述柔性功能層包括由至少一個柔性子基板210構成的柔性基板21以及設置於每個柔性子基板210表面的多個能響應電磁波的人造微結構22 ;所述三維結構超材料具有電磁波調製功能。在本發明一實施例中，三維結構超材料可以包括至少兩層柔性功能層和至少兩層成型基材。一優選實施例中，圖I中包括了三層成型基材10以及二層柔性功能層20，多層成型基材10使得三維結構超材料的機械性能更強，另外多層柔性功能層20使得相鄰的柔性功能層20之間形成電磁耦合，通過優化相鄰柔性功能層20之間的距離可以優化整個三維結構超材料對電磁波的響應。相鄰柔性功能層20之間的距離即為成型基材10的厚度，因此可根據需要調整每一成型基材10的厚度，即成型基材10厚度可相同也可不同。如圖I所示，當三維結構超材料包括多個柔性功能層20時，柔性功能層20與成型基材10間隔設置。在本發明另一實施例中，如圖2所示，當三維結構超材料二層成型基材10之間包括多層柔性功能層20時，每一柔性功能層20緊貼設置，而緊貼的柔性功能層再設置於成型基材10的表面。實施例I通過如下方式製備三維結構超材料
一、分析三維結構超材料仿真模型曲面的高斯曲率變化，按照高斯曲率將三維結構超材料仿真模型劃分為多個幾何區域。如圖3所示，圖3為本實施例的三維結構超材料仿真模型幾何區域劃分圖。圖3中，相同填充圖案的幾何區域表示曲率相近的區域。在本實施例中，按照每一幾何區域內的最大高斯曲率與最小高斯曲率的比值小於20的劃分方式將三維結構超材料仿真模型劃分為J1-J5五個幾何區域。二、曲面展開。曲面展開是指將圖3劃分的曲面幾何區域展開為平面並得到展開後的平面的尺寸。將曲面展開為平面並得到展開後的平面的方式有多種，多個設計軟體均能實現上述功能，例如solidworks軟體、Pro/Engineer軟體等。圖3劃分的曲面幾何區域展開後的平面圖如圖4所示。三、在柔性基板上排布人造微結構並將柔性基板按照曲面展開後的平面尺寸剪切為多個柔性子基板。本實施例中，通過曝光顯影蝕刻的方式將人造微結構排布於柔性基板上。柔性基板的材料可為聚醯亞胺、聚酯、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚芳酯、PET膜、PE膜或PVC膜等。人造微結構的拓撲形狀根據三維結構超材料最終實現的功能設計。本實施例中，人造微結構的拓撲形狀如圖5所示，其包括相互垂直平分的第一金屬線Pl和第二金屬線P2，所述第一金屬線Pl兩端連接有相同長度的兩個第一金屬分支Fl，所述第一金屬線Pl兩端連接在兩個第一金屬分支Fl的中點上，所述第二金屬線P2兩端連接有相同長度的兩個第二金屬分支F2，所述第二金屬線P2兩端連接在兩個第二金屬分支F2的中點上，所述第一金屬分支Fl與第二金屬分支F2的長度相等。四、製備三維結構超材料。將多片石英纖維增強環氧樹脂預浸料層鋪於模具中形成一層的成型基材，該模具根據三維結構超材料仿真模型加工而成。在該成型基材表面對應區域貼附柔性子基板。在柔性子基板上再次層鋪多片石英纖維增強環氧樹脂預浸料並重複上述步驟直至得到具有多層成型基材和多層柔性基板的三維結構超材料。合模後在溫度為100-20(TC，真空度為O. 5-1. OMPa條件下固化3小時後脫模得到三維結構超材料。在本實施例中，多層成型基材的厚度相同。
實施例2通過如下方式製備三維結構超材料一、計算三維結構超材料仿真模型各處的一種或多種電磁參數值。電磁參數可為電磁波入射角度、軸比值、相位值或電磁波電場入射角度等。選用何種電磁參數值由三維結構超材料需實現功能決定。本實施例中，三維結構超材料需實現對不同入射角度的電磁波均具有相同的電磁響應。該電磁響應可為吸收電磁波、透過電磁波、極化轉換等，本實施例中，該電磁響應為透過電磁波。圖6示出了電磁波入射至三維結構超材料表面某點P的波矢入射角度的計算方式。圖6中，電磁波入射角度為電磁波波矢K的方向與該點P對應的切面的法線N的夾角
θ O
二、根據入射角度值將三維結構超材料劃分為多個電磁區域。圖7示出了本實施例中三維結構超材料電磁區域的劃分方式。圖7中，按照入射角度相差11°的劃分方法將三維結構超材料表面劃分為八個電磁區域Q1-Q8，即電磁區域Ql對應入射角度為0° -11°的電磁波，電磁區域Q2對應入射角度為12° -23°的電磁波，電磁區域Q4對應入射角度為24° -35°的電磁波，依此類推。三、針對每一電磁區域的電磁波入射角度範圍信息設計每一電磁區域的人造微結構形狀。由於每一電磁區域的電磁波入射角度範圍跨度較小，因此針對該電磁區域設計人造微結構變得簡單。例如當沒有劃分電磁區域時，則需要找出某種人造微結構使得其對0° -88°入射角度範圍的電磁波均有電磁響應，這樣顯然使得人造微結構的設計難度大大增加，甚至是不可實現。在劃分電磁區域後，針對第一電磁區域Ql則僅需設計某種人造微結構使得其滿足0° -11°具有電磁響應，針對第二電磁區域Q2則僅需設計另外一種人造微結構使得其滿足12° -23°具有電磁響應，依此類推。此種設計方式降低了人造微結構的設計難度並使得三維結構超材料對超大入射角度範圍的電磁波均具有電磁響應的需求具有實現的可能性。在本實施例中，每一電磁區域對應一種人造微結構拓撲形狀，每一電磁區域內的人造微結構的拓撲形狀相同，僅尺寸不同。不同尺寸的人造微結構即可滿足該電磁區域的電磁響應需求從而降低工藝難度。本實施例中，每一電磁區域對應的人造微結構的拓撲形狀可為圖8所示。圖7中，該幾何圖案具有相互垂直平分的第一主線Zl及第二主線Z2，第一主線Zl與第二主線Z2形狀尺寸相同，第一主線Zl兩端連接有兩個相同的第一直角折角線ZJl，第一主線Zl兩端連接在兩個第一直角折角線ZJl的拐角處，第二主線Z2兩端連接有兩個第二直角折角線ZJ2，第二主線Z2兩端連接在兩個第二直角折角線ZJ2的拐角處，第一直角折角線ZJl與第二直角折角線ZJ2形狀尺寸相同，第一直角折角線ZJ1、第二直角折角線ZJ2的兩個角邊分別平行於水平線，第一主線Z1、第二主線Z2為第一直角折角線ZJ1、第二直角折角線ZJ2的角平分線。該幾何圖案還可為其他形狀，例如開口圓環形、十字形、工字形、方片形、六邊形、六邊環形、十字孔形、十字環形、Y孔形、Y環形、圓孔形、圓環形等。四、分析三維結構超材料仿真模型曲面的高斯曲率變化，按照高斯曲率將三維結構超材料仿真模型劃分為多個幾何區域。
本實施例中幾何區域的劃分方式與實施例I相同。每一幾何區域內的最大高斯曲率與最小高斯曲率的比值一般小於100，也可為可小於80，小於50或小於30等。優選地，每一幾何區域內的最大高斯曲率與最小高斯曲率的比值小於20。更優選地，每一幾何區域內的最大聞斯曲率與最小聞斯曲率的比值小於10。五、曲面展開。曲面展開的方式與實施例I相同。三、在柔性基板上排布人造微結構並將柔性基板按照曲面展開後的平面尺寸剪切為多個柔性子基板。本實施例中，柔性基板上的人造微結構的排布依照步驟三得到，因此柔性基板上各處的人造微結構不全相同。當柔性基板被剪切為多個柔性子基板時，若某一電磁區域恰 好覆蓋某一柔性子基板，則該柔性子基板上的人造微結構形狀相同、尺寸不同；若某一電磁區域覆蓋多個柔性子基板，則每一柔性子基板上的人造微結構形狀和尺寸都不全相同。圖9示出了某一柔性子基板上部分區域的人造微結構排布示意圖。本實施例中，通過雷射雕刻的方式將人造微結構排布於柔性基板上。四、製備三維結構超材料。將碳纖維布鋪覆於模具中，該模具根據三維結構超材料仿真模型加工而成。在碳纖維布上均勻塗覆聚酯樹脂並重複鋪覆碳纖維布和聚酯樹脂而後將多層塗覆有聚酯樹脂的碳纖維布放入烘箱中在100°c溫度下固化10分鐘得到的成型基材。在該成型基材表面對應區域貼附柔性子基板。在該成型基材表面對應區域貼附柔性子基板。在柔性子基板上再次覆蓋成型基材。本實施例中,成型基材的厚度不同。在溫度為200°C條件下抽真空固化5小時後脫模得到三維結構超材料。實施例3通過如下方式製備三維結構超材料一、計算三維結構超材料仿真模型各處的一種或多種電磁參數值。電磁參數可為電磁波入射角度、軸比值、相位值或電磁波電場入射角度等。選用何種電磁參數值由三維結構超材料需實現功能決定。本實施例中，三維結構超材料需實現極化轉換，即對不同電場入射角度的電磁波均能轉換為所需的極化方式也即電場出射角度。電場入射角度的確定方式與實施例2中電磁波入射角度的確定方式相似，不同點為將入射角度改為電場入射角度即可。二、根據電場入射角度值將三維結構超材料劃分為多個電磁區域。本實施例中，每一電磁區域的電場入射角度的跨度範圍可不同。例如當已知某種微結構對0° -30°電場入射角度的電磁波均有較好的電磁響應時,則可將電場入射角度0° -30°劃分為一個電磁區域，其他電磁區域依然可按照電場入射角度10°跨度來劃分。三、針對每一電磁區域的電磁波電場入射角度範圍信息設計每一電磁區域的人造微結構形狀。在本實施例中，人造微結構需改變電場出射角度，因此不同的電磁區域的人造微結構需使得該電磁區域能滿足對應電磁區域的電場方向角度差。與實施例2相似，由於劃分了電磁區域，使得能單獨滿足一電磁區域電場方向角度差的人造微結構的設計變得可行和簡單。四、在柔性基板上排布步驟三中設計好的人造微結構。五、製備三維結構超材料。將多片芳綸纖維增強氰酸酯預浸料層鋪於模具中形成一層成型基材，該模具根據三維結構超材料仿真模型加工而成。將步驟四中製得的附著有人造微結構的柔性基板開設孔或槽後貼附於成型基材表面。在柔性基板上再次層鋪片芳綸纖維增強氰酸酯預浸料並重複上述步驟直至得到具有多層成型基材和多層柔性基板的三維結構超材料。合模後在溫度為300°C，真空度為2. OMPa條件下固化5小時後脫模得到三維結構超材料。柔性基板開設孔或槽後，三維結構超材料固化成型時，槽或孔之間填充的部分成型基材原料也固化成型使得相鄰成型基材緊密連接。此種方式結構簡單且無需額外設置其 他結構和工序，在成型基材成型時即可同時形成增大層間結合力的結構。在上述各實施方式中，纖維主要用於增強制成的三維結構超材料的機械強度，因此纖維並不限於實施例I至實施例3列舉的石英纖維、碳纖維和芳綸纖維，還可為玻璃纖維、聚乙烯纖維、聚酯纖維等。樹脂也不限於實施例I至實施例3列舉的環氧樹脂、聚酯樹脂和氰酸酯，還可為各類熱固性樹脂，例如環氧類型、氰酸酯類型、雙馬來醯亞胺樹脂及它們的改性樹脂體系或混合體系，也可為各類熱塑性樹脂，例如聚醯亞胺、聚醚醚酮、聚醚醯亞胺、聚苯硫醚或聚酯等。人造微結構材料可為金屬導電材料或非金屬導電材料，其中金屬導電材料可為金、銀、銅、鋁、鋅等或者各種金合金、鋁合金、鋅合金等，非金屬導電材料可為導電石墨、銦錫氧化物或摻鋁氧化鋅等。上面結合附圖對本發明的實施例進行了描述，但是本發明並不局限於上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的範圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬於本發明的保護之內。
權利要求
1.一種三維結構超材料的製備方法，其特徵在於，包括步驟 根據三維結構超材料形狀製備成型基材； 將人造微結構排布於柔性基板上； 將柔性基板貼附於成型基材上； 加熱固化成型。
2.根據權利要求I所述的製備方法，其特徵在於，所述三維結構超材料包括至少兩層所述柔性基板和至少兩層所述成型基材。
3.根據權利要求I所述的製備方法，其特徵在於，所述三維結構超材料至少包括三層成型基材和三層柔性基板，所述柔性基板設置於相鄰兩層成型基材之間。
4.根據權利要求2或3所述的製備方法，其特徵在於，所述成型基材與所述柔性基板間隔設置。
5.根據權利要求2或3所述的製備方法，其特徵在於，每一柔性基板緊貼設置，柔性功能層緊貼於成型基材的表面。
6.根據權利要求I所述的製備方法，其特徵在於，所述成型基材由多片樹脂和纖維構成的預浸料層鋪而成。
7.根據權利要求I所述的製備方法，其特徵在於，所述成型基材為在纖維布上塗覆樹脂製成。
8.根據權利要求I所述的製備方法，其特徵在於，所述三維結構超材料表面由至少兩個可展開為平面的幾何區域組成。
9.根據權利要求8所述的製備方法，其特徵在於，所述三維結構超材料表面上可展開為平面的幾何區域內最大高斯曲率與最小高斯曲率的比值小於100。
10.根據權利要求8所述的製備方法，其特徵在於，所述三維結構超材料表面上可展開為平面的幾何區域內最大高斯曲率與最小高斯曲率的比值小於80。
11.根據權利要求8所述的製備方法，其特徵在於，所述三維結構超材料表面上可展開為平面的幾何區域內最大高斯曲率與最小高斯曲率的比值小於50。
12.根據權利要求8所述的製備方法，其特徵在於，所述三維結構超材料表面上可展開為平面的幾何區域內最大高斯曲率與最小高斯曲率的比值小於20。
13.根據權利要求8所述的製備方法，其特徵在於，所述三維結構超材料表面上可展開為平面的幾何區域內最大高斯曲率與最小高斯曲率的比值小於10。
14.根據權利要求8至13任一項所述的製備方法，其特徵在於，通過如下步驟將柔性基板貼附於成型基材表面將三維結構超材料展開為多個平面，將柔性基板對應該多個平面剪切成多個柔性子基板，將柔性子基板貼附於成型基材對應表面區域。
15.根據權利要求14所述的製備方法，其特徵在於，不同柔性子基板上的人造微結構的拓撲結構相同。
16.根據權利要求14所述的製備方法，其特徵在於，不同柔性子基板上的人造微結構的拓撲結構不同。
17.根據權利要求I或8所述的製備方法，其特徵在於，通過如下步驟確定柔性基板上的人造微結構排布計算三維結構超材料各處的一種或多種電磁參數值；根據其中一種或多種電磁參數值將三維結構超材料劃分為多個電磁區域；每一電磁區域對應一種或多種電磁參數的一參數值範圍；設計每一電磁區域內的人造微結構使三維結構超材料對應該電磁區域的部分相對入射至該電磁區域的電磁波能產生預設的電磁響應。
18.根據權利要求17所述的製備方法，其特 徵在於，各個電磁區域對應的電磁波參數值範圍的最大值與最小值的差值相等。
19.根據權利要求17所述的製備方法，其特徵在於，各個電磁區域對應的電磁波參數值範圍的最大值與最小值的差值不等。
20.根據權利要求17所述的製備方法，其特徵在於，所述每一電磁區域位於一柔性子基板中，或每一電磁區域橫跨多個柔性子基板。
21.根據權利要求17所述的製備方法，其特徵在於，所述電磁參數為電磁波入射角度、軸比值、相位值或電磁波電場入射角度。
22.根據權利要求17所述的製備方法，其特徵在於，每一電磁區域內的至少一層柔性功能層上的人造微結構拓撲形狀相同，尺寸不同。
23.根據權利要求17所述的製備方法，其特徵在於，每一電磁區域內的柔性功能層上的人造微結構拓撲形狀相同。
24.根據權利要求17所述的製備方法，其特徵在於，每一電磁區域內的至少一層柔性功能層上的人造微結構與其它柔性功能層的人造微結構拓撲形狀不同。
25.根據權利要求I所述的製備方法，其特徵在於，還包括在柔性基板上開設孔或槽的步驟。
26.根據權利要求I所述的製備方法，其特徵在於，所述人造微結構為導電材料構成的具有幾何圖案的結構。
27.根據權利要求26所述的製備方法，其特徵在於，所述人造微結構通過蝕刻、鑽刻、電子刻或離子刻排布於柔性基板上。
28.根據權利要求26所述的製備方法，其特徵在於，所述導電材料為金屬或非金屬導電材料。
29.根據權利要求28所述的製備方法，其特徵在於，所述金屬為金、銀、銅、金合金、銀合金、銅合金、鋅合金或招合金。
30.根據權利要求28所述的製備方法，其特徵在於，所述非金屬導電材料為導電石墨、銦錫氧化物或摻鋁氧化鋅。
31.根據權利要求28所述的製備方法，其特徵在於，所述人造微結構的幾何圖案為方片形、雪花形、工字形、六邊形、六邊環形、十字孔形、十字環形、Y孔形、Y環形、圓孔形或圓環形。
32.根據權利要求I所述的製備方法，其特徵在於，所述柔性基板材料為聚醯亞胺、聚酯、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚芳酯、PET膜、PE膜或PVC膜。
33.根據權利要求6或7所述的製備方法，其特徵在於，所述纖維為玻璃纖維、石英纖維、芳綸纖維、聚乙烯纖維、碳纖維或聚酯纖維。
34.根據權利要求6或7所述的製備方法，其特徵在於，所述樹脂為熱固性樹脂。
35.根據權利要求34所述的製備方法，其特徵在於，所述熱固性樹脂包括環氧類型、氰酸酯類型、雙馬來醯亞胺樹脂及它們的改性樹脂體系或混合體系。
36.根據權利要求6或7所述的製備方法，其特徵在於，所述樹脂為熱塑性樹脂。
37.根據權利要求36所述的製備方法，其特徵在於，所述熱塑性樹脂包括聚醯亞胺、聚醚醚酮、聚醚醯亞胺、聚苯硫醚或聚酯。
全文摘要
本發明公開一種三維結構超材料的製備方法，其包括根據三維結構超材料形狀製備成型基材；將人造微結構排布於柔性基板上；將柔性基板貼附於成型基材表面；加熱固化成型。本發明通過採用柔性基板和成型基材的方式製備三維結構超材料，無需三維雕刻或蝕刻步驟，減少了工藝複雜度，加工成本低，工藝精度控制簡單，採用本發明製備方法得到的三維結構超材料可以替代各種具有複雜曲面且需要有一定電磁調製功能的結構件，也可以貼附於各種具有複雜曲面的結構件上實現需要的電磁調製功能。而且通過曲面展開和電磁分區的方式使得三維結構超材料具有較好的電磁響應和較寬的應用範圍。
文檔編號H01Q15/00GK102969573SQ20121047038
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月20日 優先權日2012年11月20日
發明者劉若鵬, 趙治亞, 金晶 申請人:深圳光啟創新技術有限公司