【摘 要】
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吸波超材料由于其复杂的内部结构,其制造过程一直是一个难题。因此,本文提出在3D打印的氧化铝基底表面镀吸波铁氧体膜的方式制造吸波结构,这为结构的吸波能力的提高、小型化、高强度和耐高温等性能提供了可能性。本文从结构工艺制造和模型仿真的两个角度共同证明了结构和功能的有效性。本文的具体研究内容及主要结论如下:(1)针对DLP氧化铝陶瓷增材制造过程中的工艺参数进行了优化设计。采用质量比1:1的5μm和500
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吸波超材料由于其复杂的内部结构,其制造过程一直是一个难题。因此,本文提出在3D打印的氧化铝基底表面镀吸波铁氧体膜的方式制造吸波结构,这为结构的吸波能力的提高、小型化、高强度和耐高温等性能提供了可能性。本文从结构工艺制造和模型仿真的两个角度共同证明了结构和功能的有效性。本文的具体研究内容及主要结论如下:(1)针对DLP氧化铝陶瓷增材制造过程中的工艺参数进行了优化设计。采用质量比1:1的5μm和500 nm的氧化铝粉末,固液质量比2.5作为浆料配比,选择聚丙烯酸钠作为分散剂,配制出粘度为4959c P的浆料。在打印的过程中,考虑浆料的固化和精度的控制。在脱脂过程中,采用真空-空气气氛两部脱脂工艺控制坯体缺陷;考虑氧化铝打印件的致密化程度和电磁性能,烧结过程采用空气气氛烧结,通过对比试验确定最高烧结温度为1550℃。(2)针对DLP陶瓷复杂表面的镀膜技术,优化了通过浸渍法表面镀膜的工艺。通过粘度和风压的共同控制下,实现复杂表面的均匀层厚,根据试验结果拟合厚度经验公式。通过分析YIG的烧结性能,确定了合适的烧结曲线,最高烧结温度为1200℃。可制备厚度150μm的镀膜,层厚较均匀,通过划痕法测试镀层的结合力约为30 N,利用波导法测得基底和经过二次烧结镀层的复介电常数和复磁导率。(3)设计制造并对比了不同锥度结构仿真性能,对吸波体的吸波性能进行了仿真,仿真结果证明了这种结构具有良好的吸波性能。在8 GHz-12 GHz的频段内,这种结构的吸波率基本达到90%以上,并且,这种结构对入射角度的变化是不敏感的。
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