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“石榴”結構立大功！，新型復合吸波材料性能優異

文章來源：賢集網更新時間：2023-05-29 15:09:45

隨著科技和智能設備的飛速發展，越來越多的電子產品應運而生，但隨之而來的電磁輻射問題也越來越多，電磁輻射污染問題成為了繼大氣污染、水污染及噪聲污染之后的第四大污染，復雜的電磁環境不僅容易在電子產品間相互影響，嚴重的還會影響到我們的生活質量以及我們的身心健康。

一、為何要研究吸波材料？

隨著電子設備的大量應用和5G通信技術的快速發展，電磁干擾和電磁輻射污染問題日漸突出。電磁輻射不僅影響電子器件的正常工作和使用壽命，也對人體健康產生危害。因而，新型輕質高效吸波材料的開發成為當前材料科學和電子科學與技術領域的研究熱點。

吸波材料是一種能夠吸收電磁波的特殊材料，它們的用途十分廣泛。為了更好地理解吸波材料的應用場景，我們可以通過圖表的方式來進行說明。

首先，吸波材料在電磁波測量與測試中起著至關重要的作用。在該領域中，吸波材料可以被用作校準標準來確保測試的準確性。此外，吸波材料也可以被用于制作各種電磁波測試設備，如各種天線、探頭等。

其次，吸波材料在軍事領域中也有著廣泛的應用。軍隊通常使用雷達來偵測敵方的動向，但是敵方也會使用各種手段來干擾這些雷達的工作。吸波材料可以被用來制作雷達干擾器，以防止敵方干擾。

除此之外，吸波材料還可以被用于制作電子隱身材料。這種材料可以吸收雷達波、紅外線和其他電磁波，使得飛機、船只等軍用裝備不易被偵測到，從而提高其隱蔽性。

最后，吸波材料還被廣泛應用于無線通信領域。在這個領域中，吸波材料可以被用來制作天線、濾波器、隔離器和耦合器等。這些設備可以用于提高通信信號的質量和可靠性。

總之，吸波材料在現代科技領域中有著廣泛的應用。通過使用圖表的方式進行說明，我們可以更加清晰地了解吸波材料的應用場景，也能更好地理解這種材料的重要性。

二、復合型吸波材料的原理

復合吸波材料的原理主要是當電路板上的電磁波入射到底部吸波涂層上時，一部分會在材料表面發生反射，另一部分會進入涂層內部被涂層材料吸收或衰減，通過磁滯損耗、鐵磁共振和渦流損耗等作用大量吸收電磁波的能量，并將其轉化為熱能來達到吸波的。

而我們在用銅箔或者導電布屏蔽時，主要原理是利用輻射在銅箔上的反射損耗，而吸收損耗則很小，我們知道屏蔽的效能SE=反射損耗+吸收損耗+修正因子，這樣對比新型吸波材料不僅可以做到反射損耗，輻射進入內部在材料里的吸收損耗則可以基本把輻射吸收掉。

三、類石榴結構新型復合吸波材料

中國科學院大連化學物理研究所獲悉，該所研究員孫承林、副研究員顧彬等和大連理工大學段玉平教授合作，在構筑高效復合吸波材料方面取得新進展，設計并制備了一種具有類石榴結構的磁性樹脂衍生碳復合吸波材料，通過組分調控和微觀結構設計引入了多重電磁波損耗機制，使該復合材料表現出了優異的吸波性能。

隨著電子信息技術的快速發展，電磁干擾問題日益嚴峻，有效的吸波材料尤其是針對GHz頻段的電磁波，對電子安全和醫療保健等領域具有重要意義。根據吸波機制，可將吸波材料分為磁損耗型和介電損耗型，其中單一磁損耗吸波材料存在斯諾克極限、易腐蝕、易聚集、密度大等缺點，而單一的介電損耗材料（如碳材料）也存在阻抗不匹配，損耗機制單一的問題。

為解決這些問題，研究人員提出了組分調控和微觀結構設計兩個解決策略，即以具有可控分子結構和物理化學性質的合成樹脂作為碳源，耦合磁損耗組分，進行有效的多組分調控，形成多重損耗機制，實現電磁參數和吸波性能的有效調節。此外，研究人員對微觀結構進行設計調控，構筑出具有類石榴結構的Fe3C@GC/AC復合材料，解決現有吸波材料存在的磁性顆粒尺寸分布不均勻、易聚集等問題。

實驗結果表明，獨特的類石榴結構優化了阻抗匹配，同時提升了界面極化損耗和磁損耗。在反射損耗、界面極化、偶極極化、電導損耗以及磁損耗的共同作用下，研究人員制備出的復合吸波材料在2.08mm的厚度下，實現了高達-96.3dB（99.99999%）的反射損耗值，有效吸收帶寬為6.38GHz（覆蓋了Ku波段）。當模擬厚度在1.0至5.0mm間調變時，88%的測試波段（3.9至18 GHz）均可以實現有效吸收。

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來源：賢集網
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