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新聞公告
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我所在輕質吸波隱身材料研究方面取得進展
發布人:王亞明  發布時間:2018-01-25   瀏覽次數:571


吸波材料是指能夠吸收衰減入射的電磁波,并將其電磁能轉換成熱能而耗散掉或使電磁波因散射等原因而消失的一類材料。吸波材料的研究是隱身技術領域中的前沿課題之一,其目的是最大限度地減少或消除雷達波對目標的探測特征。而電磁波引起的電磁干擾會影響通信、精密儀器、醫療設備、導航設備、廣播電視等正常運行,造成嚴重后果。對比傳統的金屬電磁屏蔽材料,由碳基導電復合材料由于其質輕,對環境的耐受性好,尤其是對電磁的損耗能力強等優點成為了一種很有前景的電磁吸波與屏蔽材料。我所王亞明教授課題組在吸波/電磁屏蔽新型材料的結構設計、制備與性能調控、方面展開了系統研究,取得了一些創新性的研究成果。

我所研究人員在有機溶劑中通過原位生長法制備了ZnO納米晶修飾的石墨烯復合材料。ZnO納米晶在石墨烯片層上分布均勻,粒徑分布窄(6-12nm),無團聚現象。復合材料在填充質量分數15%、樣品厚度為2.4mm時,在2-18 GHz頻段范圍內反射損失能夠達到-54.2 dB,有效吸收帶寬可以達到6.7 GHz,顯示出優越的電磁波吸收性能。該項研究結果發表于材料領域著名期刊《Carbon》(IF=6.198)上,目前SCI他引23次,受到國內外學者關注。


1. ZnO納米晶/石墨烯復合材料的形成過程示意,透射形貌和吸波性能


此外,我所研究人員還構建了ZnO納米晶修飾的石墨烯復合ZnO微米花顆粒的結構,ZnO微米花的存在在一定程度上防止了石墨烯的團聚,同時在石墨烯片層上均勻分布的ZnO納米晶仍然起到改善阻抗匹配和增大界面損耗的作用。復合材料在質量在5.5:1時具有較好的綜合性能,在高頻和中頻段(6-18 GHz)均顯示了良好的電磁吸收性能,質量分數為25%時,反射損失可達-77.5 dB,最大吸收帶寬可以達到6.9 GHz。研究結果發表在《Physical Chemistry Chemical Physics》(IF=4.12)上。

2. ZnO納米晶/微米花修飾的石墨烯復合材料結構及其微波吸收性能

研究人員還制備了雙金屬離子金屬骨架化合物及其衍生多孔碳/金屬顆粒復合材料,發現通過金屬離子比例可調控衍生多孔碳/合金顆粒復合材料的比表面積和孔隙率,進而獲得通過調節材料的反應物比例來調控微波損耗性能的新途徑。該成果發表在國際期刊《Journal of Materials Chemistry C》(IF=5.25)上,審稿人評價認為:“這是吸波隱身應用中很好的候選材料(good candidate for electromagnetic wave absorption and shielding application),該研究為提高碳材料的介質損耗與阻抗匹配提供簡單易行的方法(offers simple and facile method)、并且為構建多孔碳材料提供新策略( enlight new strategy),這是有效和新穎的(impactful and novel)。該成果得到Journal of Materials Chemistry C期刊編輯的關注,并選作為當期封面文章(Front cover Paper,http://xlink.rsc.org/?DOI=C7TC03784H)。

3.雙金屬MOF衍生碳材料的微波損耗機理和性能



4石墨烯(碳)/金屬顆粒復合吸波隱身材料封面文章

  


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