【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子信息，涉及一种间隔织物超材料太赫兹吸波体及其应用。
技术介绍
1、太赫兹波是指频率在0.1～10thz范围的电磁波，介于微波和红外之间，太赫兹雷达是太赫兹技术的应用研究热点之一。与常规微波雷达相比，太赫兹雷达对隐身目标具有更强的探测能力，将在军事上对现有隐身技术产生颠覆性影响。由于太赫兹波的波束更窄、带宽更宽、波长更短，其对微波吸收材料具有良好的透过率，这也就意味着传统的微波吸收材料将难以对抗太赫兹雷达。因此，研制高性能太赫兹吸波材料对科技强军战略和保卫国家安全具有重要意义。
2、超材料吸波体由周期排列的导电图案层(调控入射电磁波)、聚合物介质间隔层(损耗电磁波)和金属导体层(防止电磁波透射)构成，可通过结构优化实现对入射电磁波的零反射和强吸收，是高端隐身装备的新兴技术之一。然而，目前电磁超材料吸波体的研究多聚焦于提升吸波性能(吸收率、带宽范围等)，鲜有关注其结构稳定性。
3、文献(materials&design 2022,222,111079；materials&design 2023,225,111586；advanced optical materials 2022,10(1),2101008)记载，常规超材料吸波体的制备普遍采用层压、印刷或化学粘合等技术，将周期导电图案层、介质间隔层和金属导体层进行复合。由于金属和聚合物的模量、热膨胀系数存在较大差异，导致界面间结合力不足，极易在外力形变、高低温冲击等复杂环境因素影响下发生层间剥离。
4、现有技术中的
5、因此，研究一种间隔织物超材料太赫兹吸波体及其应用，以解决上述问题，具有十分重要的意义。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种间隔织物超材料太赫兹吸波体及其应用。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种间隔织物超材料太赫兹吸波体，为三层结构，自上而下依次为周期排列的导电图案层、间隔丝层和金属导体层；
4、间隔织物超材料太赫兹吸波体是通过针织一体成形方法得到的，周期排列的导电图案层与金属导体层之间采用间隔丝连接，现有技术中的超材料吸波体的制备普遍采用层压、印刷、化学粘合和3d打印等技术，以上技术都无法实现一体成型；机织间隔织物虽可以实现一体成形，但难以调控表面导电图案；间隔丝为聚合物介质间隔丝；
5、导电图案层包含导电纤维；
6、导电图案层可包括导电纤维和介质纤维，或只包含导电纤维。如设计的方环，则可以使用嵌花组织将导电纤维编织成方环的形状，介质纤维编织剩余部分，当表面显露导电纤维时，介质纤维就在背面以浮线形式存在；如六角网眼结构则可以直接使用导电纤维来进行编织；
7、方环形的外边长为1.35～1.5mm，方环形的内边长为0.60～0.80mm，导电图案单元的边长为2～2.2mm；
8、间隔织物超材料太赫兹吸波体在0.6～1.56thz频段内的吸收率>90％，有效吸收带宽(rl<-10db)为0.96～4.20thz；
9、本专利技术的间隔织物超材料太赫兹吸波体相比于传统的超材料吸波体，不存在层间在温变或者力变的情况下易出现分层的现象，结构稳定性优异，可通过冲击测试进行表征。
10、作为优选的技术方案：
11、如上所述的一种间隔织物超材料太赫兹吸波体，导电图案层还包含介质纤维，介质纤维为涤纶纤维、腈纶纤维和锦纶纤维中的一种以上。
12、如上所述的一种间隔织物超材料太赫兹吸波体，间隔织物为经编间隔织物或纬编间隔织物。
13、如上所述的一种间隔织物超材料太赫兹吸波体，周期排列的导电图案层为经编基本组织、纬编基本组织、变化组织和花色组织的一种以上；本专利技术中通过改变上表面的组织结构得到不同的导电周期单元，可调控入射电磁波，确定吸收频率的位置，进一步将不同组织结构进行组合，可使吸收频率叠加，从而拓宽工作带宽。
14、如上所述的一种间隔织物超材料太赫兹吸波体，周期排列的导电纤维的材质为碳类涂层修饰纤维、mxene涂层纤维、金属镀膜纤维和导电聚合物涂层修饰纤维中的一种以上，介质纤维为涤纶纤维、腈纶纤维和锦纶纤维中的一种以上，本专利技术中采用不同的导电纤维，调节纤维电导率，可实现阻抗匹配以提高电磁波的吸收，降低反射。
15、如上所述的一种间隔织物超材料太赫兹吸波体所述间隔丝层的排列方式为i字形、v字形和x字形中的至少一种。
16、如上所述的一种间隔织物超材料太赫兹吸波体，间隔丝层的材质为丙纶、锦纶、涤纶和聚氨酯中的一种以上。
17、如上所述的一种间隔织物超材料太赫兹吸波体，金属导体层为经编基本组织、纬编基本组织、变化组织和花色组织的一种以上。
18、如上所述的一种间隔织物超材料太赫兹吸波体，金属导体层的材质为镀金钼丝、镀铜纤维和不锈钢纤维中的一种以上。
19、本专利技术还提供如上任一项所述的间隔织物超材料太赫兹吸波体在对抗太赫兹雷达及电子设备、雷达通讯和个体防护等相关电磁防护领域中的应用。
20、专利技术原理：
21、间隔织物是由两层表面织物与内部间隔丝交织互锁形成的三维织物，与超材料吸波体具有类似的三层结构。大量研究表明，间隔织物的尺寸稳定性好，接缝处断裂强度极高，且不存在易分层开裂的结构缺陷。利用针织技术将导电纤维和介质纤维按特定比例和排列方式喂入，可一步制成包含不同导电周期单元的纤维集合体。
22、本专利技术中的间隔织物超材料太赫兹吸波体突破传统多层复合组装的制备技术，同时编织周期阵列图案和金属反射层并用间隔纱连接，由于一种图案的设计可以对应一个吸收频点，每个图案都会以吸收频点为中心，吸收性能向两边逐渐递减，吸收性能<-10db的频段即为有效带宽，而不同的组织结构设计可以获取不同的图案，通过合理的组织设计，就可以将每个图案的有效带宽进行叠加，进而保证在较宽的频段内都具有-10db以下的吸收性能，从而有效避免多次加工的复杂性，进而实现高效低成本的一体成形全织物超材料吸波体。
23、本申请的结构稳定的间隔织物超材料太赫兹吸波体可直接应用于对抗太赫兹雷达。通过上表面组织结构的变化来调控吸收频率，调节中间间隔丝的密度和高度等参数可进一步对吸收频率进行调控。将不同组织结构进行合理组合，可叠加不同吸收频率，使工作带宽得以拓展。基于本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种间隔织物超材料太赫兹吸波体，其特征在于：为三层结构，自上而下依次为周期排列的导电图案层、间隔丝层和金属导体层；
2.根据权利要求1所述的一种间隔织物超材料太赫兹吸波体，其特征在于，导电图案层还包含介质纤维，介质纤维为涤纶纤维、腈纶纤维和锦纶纤维中的一种以上。
3.根据权利要求1所述的一种间隔织物超材料太赫兹吸波体，其特征在于，间隔织物为经编间隔织物或纬编间隔织物。
4.根据权利要求1所述的一种间隔织物超材料太赫兹吸波体，其特征在于，周期排列的导电图案层为经编基本组织、纬编基本组织、变化组织和花色组织的一种以上。
5.根据权利要求1所述的一种间隔织物超材料太赫兹吸波体，其特征在于，周期排列的导电纤维的材质为碳类涂层修饰纤维、MXene涂层纤维、金属镀膜纤维和导电聚合物涂层修饰纤维中的一种以上。
6.根据权利要求1所述的一种间隔织物超材料太赫兹吸波体，其特征在于，间隔丝层的排列方式为I字形、V字形和X字形中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种间隔织物超材料太赫兹吸波体，其特征在于，间隔丝层的材质为丙
8.根据权利要求1所述的一种间隔织物超材料太赫兹吸波体，其特征在于，金属导体层为经编基本组织、纬编基本组织、变化组织和花色组织的一种以上。
9.根据权利要求1所述的一种间隔织物超材料太赫兹吸波体，其特征在于，金属导体层的材质为镀金钼丝、镀铜纤维和不锈钢纤维中的一种以上。
10.如权利要求1～9任一项所述的间隔织物超材料太赫兹吸波体在对抗太赫兹雷达及电子设备、雷达通讯和个体防护领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种间隔织物超材料太赫兹吸波体，其特征在于：为三层结构，自上而下依次为周期排列的导电图案层、间隔丝层和金属导体层；
2.根据权利要求1所述的一种间隔织物超材料太赫兹吸波体，其特征在于，导电图案层还包含介质纤维，介质纤维为涤纶纤维、腈纶纤维和锦纶纤维中的一种以上。
3.根据权利要求1所述的一种间隔织物超材料太赫兹吸波体，其特征在于，间隔织物为经编间隔织物或纬编间隔织物。
4.根据权利要求1所述的一种间隔织物超材料太赫兹吸波体，其特征在于，周期排列的导电图案层为经编基本组织、纬编基本组织、变化组织和花色组织的一种以上。
5.根据权利要求1所述的一种间隔织物超材料太赫兹吸波体，其特征在于，周期排列的导电纤维的材质为碳类涂层修饰纤维、mxene涂层纤维、金属镀膜纤维和导电聚合物...
【专利技术属性】
技术研发人员：毕思伊，陈春晖，海文清，白宇，姜子洋，李明昊，陈南梁，蒋金华，邵慧奇，邵光伟，傅婷，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：
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