生物模拟设计和基于挤出的TiO2的3D打印填充复合材料球架:吸收能量和电磁性质
Marsel Akhmatnabiev1, Alexander Petrov2, Mikhail Timoshenko1
1Branch of B. P. Konstantinov Petersburg Nuclear Physics Institute of National Research Center "Kurchatov Institute"-I.V. Grebenshchikov Institute of Silicate Chemistry, St. Petersburg 199034, Russia.
Biomimetics (Basel, Switzerland)
|December 24, 2025
概括
研究人员使用二氧化 (TiO2) 开发了3D打印的可调节介电性质的烯-丁-烯 (ABS) 复合格子,使用二氧化 (TiO2). 这些多功能三重周期性最小表面 (TPMS) 组件为先进的无线电工程应用提供机械强度.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电气工程 电气工程
- 增材制造 增材制造 增材制造
背景情况:
- 开发具有可调节介电性质的先进材料对于下一代无线电工程至关重要.
- 复合材料需要保持机械完整性,同时达到所需的电气特性.
研究的目的:
- 创建3D打印可打印的复合纤维,具有可调节的介电性质,使用烯-丁-烯 (ABS) 和二氧化 (TiO2).
- 为无线电工程应用制造和表征具有三倍周期最小表面 (TPMS) 的仿生格子.
- 为了证明这些TPMS格子在梯度指数组件中的多功能性.
主要方法:
- 制造具有不同TiO2含量 (0-40重量%) 的ABS-TiO2复合纤维.
- 使用化丝制造 (FFF) 的TPMS网格的3D打印.
- 介电电容和机械性能的表征.
- 制造和测试一个球形Luneburg镜头原型.
主要成果:
- 发现介电电容和机械性能取决于TiO2含量.
- TPMS网格的内在孔隙性允许进一步调整介电电容率.
- 一个球形的Luneburg镜头原型展示了从8.0到12.5GHz的稳定天线性能.
- 该ABS-TiO2复合材料TPMS网格表现出机械强度和介电可调性.
结论:
- 开发的ABS-TiO2复合纤维和TPMS网格为创建多功能组件提供了一个有希望的途径.
- 这些材料可以同时提供机械强度和可调节的介电性质.
- 这些发现为先进的无线电工程系统和其他需要量身定制的电磁行为应用开辟了新的途径.
