專利名稱：一種超材料的制備方法
一種超材料的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及材料技術領域，尤其涉及一種超材料的制備方法。
背景技術：
目前常用的材料是建立在對天然材料原有性質(zhì)的改進和提高上，但隨著材料設計和制備水平的不斷提高，對天然材料各種性質(zhì)和功能的進一步改進的空間越來越小。基于這種現(xiàn)狀，一些具有天然材料所不具備的超常物理性質(zhì)的復合材料產(chǎn)生，例如超材料。人們可以通過對材料各種層次的結(jié)構(gòu)和關鍵物理尺度進行進行調(diào)制從而實現(xiàn)各種物理特性，獲得自然界中在該層次或尺度上有序、無序、或者無結(jié)構(gòu)的材料所不具備的物理性質(zhì)?，F(xiàn)有技術中，用高介電材料或者鐵磁材料作為微結(jié)構(gòu)，這些方案均采用球形結(jié)構(gòu)，在目前可應用的微波頻段，微球必須在毫米級或者更小。但是現(xiàn)有的陶瓷微球工藝還不能解決均一性問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種超材料的制備方法，能夠?qū)崿F(xiàn)微結(jié)構(gòu)的大小成梯度變化的超材料。為解決上述技術問題，本發(fā)明一實施例提供了一種超材料的制備方法，該方法包括將陶瓷介電材料成型出陶瓷塊；將所述陶瓷塊打磨成陶瓷微球；將陶瓷微球內(nèi)嵌到預置的第一基板與第二基板拼接所得的球形空腔中，所述球形空腔的體積成梯度變化。與現(xiàn)有技術相比，上述技術方案具有以下優(yōu)點通過在兩塊基板上成型出直徑成梯度變化的半球型凹槽，當兩塊基板進行拼接時可獲得體積成梯度變化的球形空腔，將通過陶瓷介電材料獲得的陶瓷微球內(nèi)嵌到球形空腔中，以陶瓷微球為微結(jié)構(gòu)，從而可獲得微結(jié)構(gòu)成梯度變化的超材料，且簡單方便。
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。圖I是本發(fā)明實施例提供的一種超材料的制備狀態(tài)圖；圖2是本發(fā)明實施例一提供的一種超材料的制備方法流程圖；圖3是本發(fā)明實施例二提供的一種超材料的制備方法流程圖。
具體實施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。首先，為了本領域的技術人員能夠更清楚的了解本發(fā)明的技術方案，下面結(jié)合圖I對本發(fā)明的技術方案進行簡要介紹。參見圖1，為本發(fā)明實施例提供的一種超材料的制備狀態(tài)圖，包括將具有特定介電常數(shù)和磁導率的介電材料按照陶瓷加工成型工藝制備所得的條 形柱體所示的狀態(tài)圖(如圖I中11所示)；將條形柱體陶瓷切割為陶瓷塊所示的狀態(tài)圖(如圖I中12所示)；將陶瓷塊置于滾筒中進行打磨所示的狀態(tài)圖(如圖I中13所示)；將陶瓷塊打磨成陶瓷微球所示的狀態(tài)圖(如圖I中14所示)；將陶瓷微球按照體積成梯度變化的規(guī)律內(nèi)嵌到第一基板與第二基板拼接所得的球形空腔中所示的狀態(tài)圖(如圖I中15所示)。以上可以看出，將具有特定電磁特性的陶瓷材料打磨成陶瓷微球，然后在兩塊基板上成型出直徑成梯度變化的半球型凹槽，當兩塊基板進行拼接時可獲得體積成梯度變化的球形空腔，將通過陶瓷介電材料獲得的陶瓷微球內(nèi)嵌到球形空腔中，以陶瓷微球為微結(jié)構(gòu)，從而可獲得微結(jié)構(gòu)成梯度變化的超材料，且簡單方便。實施例一、參見圖2，是本發(fā)明實施例一提供的一種超材料的制備方法流程圖，該制備方法包括S21 :選取具有預設介電常數(shù)和磁導率的陶瓷介電材料。S22 :將S21選取好的陶瓷介電材料按照陶瓷加工工藝，成型出毫米級的圓柱形或者立方形陶瓷長條。S23 :將陶瓷長條切割為立方塊或者圓柱塊。S24 :將陶瓷塊放置于裝有摩擦介質(zhì)的滾筒內(nèi)，以預設的速度轉(zhuǎn)動滾筒，在預設的時間段后停止轉(zhuǎn)動，獲得體積大小不同的陶瓷微球。其中，所述摩擦介質(zhì)可以為細砂。S25:將陶瓷微球放置在預設的與其直徑相同的第一基板的凹槽中，該第一基板的凹槽直徑大小成梯度變化。S26:將預設的第二基板與第一基板進行拼接，使陶瓷微球內(nèi)嵌到第一基板與第二基板拼接所得的球形空腔中。其中，第二基板的凹槽與第一基板的凹槽相同。本實施例中，將具有預設介電常數(shù)和磁導率的陶瓷介電材料打磨成體積大小不同的陶瓷微球，然后將陶瓷微球內(nèi)嵌到預設的兩塊基板拼接所得的球形空腔中，該球形空腔的體積成梯度變化，從而獲得以陶瓷微球為微結(jié)構(gòu)的超材料。實施例二、參見圖2，是本發(fā)明實施例二提供的一種超材料的制備方法流程圖，該制備方法相對于實施例一，區(qū)別在于，還包括制備基板的過程。該實施例的具體流程如下
S31 :在第一基板上成型出直徑大小成梯度變化的半球形凹槽。具體的，可采用數(shù)控機床或者電火花機床加工。S32 :在第二基板上成型出與第一基板相同的半球形凹槽。其中，第一基板與第二基板為有機材料或者復合材料，例如，第一基板和第二基板的材料為鐵氟龍或者丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。在具體的實施過程中，根據(jù)所需的超材料性質(zhì)選擇適合的基板材料。S33 :選取具有預設介電常數(shù)和磁導率的陶瓷介電材料。S34:將陶瓷介電材料按照陶瓷加工工藝，成型出毫米級的圓柱形或者立方形陶瓷長條。·S35 :將陶瓷長條切割為立方塊或者圓柱塊。S36 :將陶瓷塊放置于裝有摩擦介質(zhì)的滾筒內(nèi)，并在所述滾筒中加入去離子水。其中，所述摩擦介質(zhì)可以為細砂。S37:以預設的速度轉(zhuǎn)動滾筒，在預設的時間段后停止轉(zhuǎn)動，獲得體積大小不同的陶瓷微球。S38 :將陶瓷微球放置在與其直徑相同的第一基板的凹槽中。S39:將第二基板與第一基板進行拼接，使陶瓷微球內(nèi)嵌到第一基板與第二基板拼接所得的球形空腔中，獲得以陶瓷微球為微結(jié)構(gòu)的超材料。其中，陶瓷微球的介電常數(shù)大于第一基板材料的介電常數(shù)；各陶瓷微球的直徑為
毫米量級。本實施例中，通過在第一基板和第二基板上分別成型出直徑大小成梯度變化的半球型凹槽，當?shù)谝换搴偷诙暹M行拼接時可獲得球形空腔，將直徑與所填充空腔直徑相同的陶瓷微球內(nèi)嵌到球形空腔中，從而得到以球形空腔形狀為微結(jié)構(gòu)，且該微結(jié)構(gòu)大小成梯度變化的超材料。以上對本發(fā)明實施例進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本發(fā)明的限制。
權利要求
1.一種超材料的制備方法，其特征在于，包括 將陶瓷介電材料成型出陶瓷塊； 將所述陶瓷塊打磨成陶瓷微球； 將陶瓷微球內(nèi)嵌到預置的第一基板與第二基板拼接所得的球形空腔中，所述球形空腔的體積成梯度變化。
2.根據(jù)權利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述陶瓷塊的形狀為圓柱形或者立方形。
3.根據(jù)權利要求I所述的制備方法，其特征在于，將所述陶瓷塊打磨成陶瓷微球，具體包括 將所述陶瓷塊放置于裝有摩擦介質(zhì)的滾筒內(nèi)； 以預設的速度轉(zhuǎn)動滾筒，在預設的時間段后停止轉(zhuǎn)動，獲得陶瓷微球。
4.根據(jù)權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述以預設的速度轉(zhuǎn)動滾筒之前，還包括 在所述滾筒中加入去離子水。
5.根據(jù)權利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述方法之前還包括 在第一基板和第二基板上分別成型出直徑成梯度變化的半球形凹槽。
6.根據(jù)權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述將陶瓷微球內(nèi)嵌到預置的第一基板與第二基板拼接所得的球形空腔中，具體包括 將陶瓷微球放置在與其直徑相同的第一基板的凹槽中； 將第二基板與第一基板進行拼接，使陶瓷微球內(nèi)嵌到第一基板與第二基板拼接所得的球形空腔中。
7.根據(jù)權利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述第一基板與所述第二基板為有機材料或者復合材料。
8.根據(jù)權利要求I或者所述的方法，其特征在于，所述陶瓷介電材料的介電常數(shù)大于第一基板的介電常數(shù)和第二基板的介電常數(shù)。
9.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于，第一基板和第二基板的材料為鐵氟龍或者丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。
10.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于，各陶瓷微球的直徑為毫米量級。
全文摘要
本發(fā)明實施例提供了一種超材料的制備方法，該制備方法包括將陶瓷介電材料成型出陶瓷塊；將所述陶瓷塊打磨成陶瓷微球；將陶瓷微球內(nèi)嵌到預置的第一基板與第二基板拼接所得的球形空腔中，所述球形空腔的體積成梯度變化。本發(fā)明通過在基材中填充體積大小成梯度變化的陶瓷微球，從而獲得微結(jié)構(gòu)大小成梯度變化的介電超材料，工藝流程簡單。
文檔編號H01Q15/00GK102751582SQ20121005050
公開日2012年10月24日 申請日期2012年2月29日 優(yōu)先權日2012年2月29日
發(fā)明者劉若鵬, 李春來, 繆錫根, 趙治亞 申請人:深圳光啟創(chuàng)新技術有限公司