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“石榴”结构立大功！，新型复合吸波材料性能优异

文章来源：贤集网更新时间：2023-05-29 15:09:45

随着科技和智能设备的飞速发展，越来越多的电子产品应运而生，但随之而来的电磁辐射问题也越来越多，电磁辐射污染问题成为了继大气污染、水污染及噪声污染之后的第四大污染，复杂的电磁环境不仅容易在电子产品间相互影响，严重的还会影响到我们的生活质量以及我们的身心健康。

一、为何要研究吸波材料？

随着电子设备的大量应用和5G通信技术的快速发展，电磁干扰和电磁辐射污染问题日渐突出。电磁辐射不仅影响电子器件的正常工作和使用寿命，也对人体健康产生危害。因而，新型轻质高效吸波材料的开发成为当前材料科学和电子科学与技术领域的研究热点。

吸波材料是一种能够吸收电磁波的特殊材料，它们的用途十分广泛。为了更好地理解吸波材料的应用场景，我们可以通过图表的方式来进行说明。

首先，吸波材料在电磁波测量与测试中起着至关重要的作用。在该领域中，吸波材料可以被用作校准标准来确保测试的准确性。此外，吸波材料也可以被用于制作各种电磁波测试设备，如各种天线、探头等。

其次，吸波材料在军事领域中也有着广泛的应用。军队通常使用雷达来侦测敌方的动向，但是敌方也会使用各种手段来干扰这些雷达的工作。吸波材料可以被用来制作雷达干扰器，以防止敌方干扰。

除此之外，吸波材料还可以被用于制作电子隐身材料。这种材料可以吸收雷达波、红外线和其他电磁波，使得飞机、船只等军用装备不易被侦测到，从而提高其隐蔽性。

最后，吸波材料还被广泛应用于无线通信领域。在这个领域中，吸波材料可以被用来制作天线、滤波器、隔离器和耦合器等。这些设备可以用于提高通信信号的质量和可靠性。

总之，吸波材料在现代科技领域中有着广泛的应用。通过使用图表的方式进行说明，我们可以更加清晰地了解吸波材料的应用场景，也能更好地理解这种材料的重要性。

二、复合型吸波材料的原理

复合吸波材料的原理主要是当电路板上的电磁波入射到底部吸波涂层上时，一部分会在材料表面发生反射，另一部分会进入涂层内部被涂层材料吸收或衰减，通过磁滞损耗、铁磁共振和涡流损耗等作用大量吸收电磁波的能量，并将其转化为热能来达到吸波的。

而我们在用铜箔或者导电布屏蔽时，主要原理是利用辐射在铜箔上的反射损耗，而吸收损耗则很小，我们知道屏蔽的效能SE=反射损耗+吸收损耗+修正因子，这样对比新型吸波材料不仅可以做到反射损耗，辐射进入内部在材料里的吸收损耗则可以基本把辐射吸收掉。

三、类石榴结构新型复合吸波材料

中国科学院大连化学物理研究所获悉，该所研究员孙承林、副研究员顾彬等和大连理工大学段玉平教授合作，在构筑高效复合吸波材料方面取得新进展，设计并制备了一种具有类石榴结构的磁性树脂衍生碳复合吸波材料，通过组分调控和微观结构设计引入了多重电磁波损耗机制，使该复合材料表现出了优异的吸波性能。

随着电子信息技术的快速发展，电磁干扰问题日益严峻，有效的吸波材料尤其是针对GHz频段的电磁波，对电子安全和医疗保健等领域具有重要意义。根据吸波机制，可将吸波材料分为磁损耗型和介电损耗型，其中单一磁损耗吸波材料存在斯诺克极限、易腐蚀、易聚集、密度大等缺点，而单一的介电损耗材料（如碳材料）也存在阻抗不匹配，损耗机制单一的问题。

为解决这些问题，研究人员提出了组分调控和微观结构设计两个解决策略，即以具有可控分子结构和物理化学性质的合成树脂作为碳源，耦合磁损耗组分，进行有效的多组分调控，形成多重损耗机制，实现电磁参数和吸波性能的有效调节。此外，研究人员对微观结构进行设计调控，构筑出具有类石榴结构的Fe3C@GC/AC复合材料，解决现有吸波材料存在的磁性颗粒尺寸分布不均匀、易聚集等问题。

实验结果表明，独特的类石榴结构优化了阻抗匹配，同时提升了界面极化损耗和磁损耗。在反射损耗、界面极化、偶极极化、电导损耗以及磁损耗的共同作用下，研究人员制备出的复合吸波材料在2.08mm的厚度下，实现了高达-96.3dB（99.99999%）的反射损耗值，有效吸收带宽为6.38GHz（覆盖了Ku波段）。当模拟厚度在1.0至5.0mm间调变时，88%的测试波段（3.9至18 GHz）均可以实现有效吸收。

原文链接：https://www.xianjichina.com/special/detail_527350.html
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