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我所在轻质吸波隐身材料研究方面取得进展
发布人:王亚明  发布时间:2018-01-25   浏览次数:13


吸波材料是指能够吸收衰减入射的电磁波,并将其电磁能转换成热能而耗散掉或使电磁波因散射等原因而消失的一类材料。吸波材料的研究是隐身技术领域中的前沿课题之一,其目的是最大限度地减少或消除雷达波对目标的探测特征。而电磁波引起的电磁干扰会影响通信、精密仪器、医疗设备、导航设备、广播电视等正常运行,造成严重后果。对比传统的金属电磁屏蔽材料,由碳基导电复合材料由于其质轻,对环境的耐受性好,尤其是对电磁的损耗能力强等优点成为了一种很有前景的电磁吸波与屏蔽材料。我所王亚明教授课题组在吸波/电磁屏蔽新型材料的结构设计、制备与性能调控、方面展开了系统研究,取得了一些创新性的研究成果。

我所研究人员在有机溶剂中通过原位生长法制备了ZnO纳米晶修饰的石墨烯复合材料。ZnO纳米晶在石墨烯片层上分布均匀,粒径分布窄(6-12nm),无团聚现象。复合材料在填充质量分数15%、样品厚度为2.4mm时,在2-18 GHz频段范围内反射损失能够达到-54.2 dB,有效吸收带宽可以达到6.7 GHz,显示出优越的电磁波吸收性能。该项研究结果发表于材料领域著名期刊《Carbon》(IF=6.198)上,目前SCI他引23次,受到国内外学者关注。


1. ZnO纳米晶/石墨烯复合材料的形成过程示意,透射形貌和吸波性能


此外,我所研究人员还构建了ZnO纳米晶修饰的石墨烯复合ZnO微米花颗粒的结构,ZnO微米花的存在在一定程度上防止了石墨烯的团聚,同时在石墨烯片层上均匀分布的ZnO纳米晶仍然起到改善阻抗匹配和增大界面损耗的作用。复合材料在质量在5.5:1时具有较好的综合性能,在高频和中频段(6-18 GHz)均显示了良好的电磁吸收性能,质量分数为25%时,反射损失可达-77.5 dB,最大吸收带宽可以达到6.9 GHz。研究结果发表在《Physical Chemistry Chemical Physics》(IF=4.12)上。

2. ZnO纳米晶/微米花修饰的石墨烯复合材料结构及其微波吸收性能

研究人员还制备了双金属离子金属骨架化合物及其衍生多孔碳/金属颗粒复合材料,发现通过金属离子比例可调控衍生多孔碳/合金颗粒复合材料的比表面积和孔隙率,进而获得通过调节材料的反应物比例来调控微波损耗性能的新途径。该成果发表在国际期刊《Journal of Materials Chemistry C》(IF=5.25)上,审稿人评价认为:“这是吸波隐身应用中很好的候选材料(good candidate for electromagnetic wave absorption and shielding application),该研究为提高碳材料的介质损耗与阻抗匹配提供简单易行的方法(offers simple and facile method)、并且为构建多孔碳材料提供新策略( enlight new strategy),这是有效和新颖的(impactful and novel)。该成果得到Journal of Materials Chemistry C期刊编辑的关注,并选作为当期封面文章(Front cover Paperhttp://xlink.rsc.org/?DOI=C7TC03784H)。

3.双金属MOF衍生碳材料的微波损耗机理和性能



4石墨烯(碳)/金属颗粒复合吸波隐身材料封面文章