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甯波材料所在寬頻吸波材料研究方面取得進展
作者:,日期:2019-06-28

  电磁波吸波材料通过损耗电磁能量可实现电磁波较少反射甚至无反射,在军事隐身和电子、通讯设备电磁兼容领域具有广泛的应用。随着5G和雷达通讯等技术的兴起,电磁波应用频谱从米波拓展至毫米波,导致吸波材料需求日益增大。如何在保证较薄厚度下实现宽频有效吸收(吸收率大于90%,Reflection Loss ≤-10dB)是目前吸波材料应用发展的重要难题。

  近年来,中國科學院磁性材料与器件重点实验室软磁材料团队开展了新型吸收剂和吸波结构设计系列研究。研究开发的高频稀土软磁通过稀土Ce2Fe17N3-δ硅胶复合吸波材料在9.97GHz最大吸收为-60.5dB,带宽覆盖X波段(8-12 GHz),厚度仅为1.7mm [J Magn. Magn. Mater., 424(15): 39-43 (2017)];Fe基非晶粉体电磁波吸收剂,在7.08 GHz实现了-60.3dB强吸收,有效吸收带宽为2.3GHz[J. Alloy Compd., 705(25): 309-313 (2017)];Co基非晶絲X波段薄層吸波材料實現3.6GHz有效吸收帶寬[J. Alloy Compd., 730: 255-260 (2017)]。在吸波材料結構設計方面,通過羰基鐵台階型結構設計實現了X波段有效吸收[Curr. Appl. Phys., 18, 55-60 (2018)]

  近期,軟磁材料團隊設計制備出寬頻多層電磁波吸收材料,利用羰基鐵、碳納米管、Ce2Fe17N3-δ结构复合,通过调节碳纳米管层厚度实现对不同频率电磁波实现差异化的反射/透射作用,实现了12.6 GHz(5.4-18 GHz)宽频电磁波有效吸收,总厚度仅为2.4mm [Compos. B Eng., 171: 214-221 (2019)]。系列具有厚度小、頻帶寬等優異吸波性能的吸波材料可應用于雷達隱身、防止電磁信息泄露等軍事領域和5G基站電磁屏蔽吸收、抗電磁幹擾、電磁汙染防護等領域。

  以上工作得到了國家自然科學基金、浙江省自然科學基金、甯波市科技局的項目支持。

图1 多层吸收体吸波性能及吸波原理

  (磁材事业部 谭果果)