1 济南大学材料科学与工程学院, 济南 250022
2 山东正珩新材料科技有限责任公司, 济南 250014
水泥基吸波材料可以有效缓解电磁波辐射对人们日常生活的影响。传统吸波剂所制备的水泥基吸波材料因其有效带宽窄、吸波效率低和体积厚重等缺点, 限制了其在工程中的应用。与之相比, 纳米吸波剂具有量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和界面效应等特点, 因此纳米吸波剂改性水泥基材料为电磁辐射防护提供了一个新途径。根据纳米吸波剂种类的不同, 从碳纳米管水泥基吸波材料、石墨烯水泥基吸波材料和磁性纳米颗粒水泥基吸波材料3个方面总结了国内外相关研究成果, 并对未来该领域的发展进行了展望。
水泥基材料 吸波材料 纳米吸波剂 吸波性能 cement-based material wave absorbing material nano absorber wave absorbing capacity
武汉理工大学材料科学与工程学院, 武汉 430070
本文以煤矸石为基体组分, 以十二烷基硫酸钠为发泡剂, 以氯化铵为促凝剂, 以硼砂为烧结助剂结合凝胶注模法及发泡法制备了多孔吸声材料, 并研究了水固比、胶凝剂含量和烧结温度等因素对浆料黏度和多孔吸声材料显气孔率、吸声系数以及抗折强度的影响, 最终制得显气孔率为49.54%、1 600 Hz频段吸声系数为0.953、抗折强度为2.67 MPa的多孔吸声材料。结果表明: 水固比对浆料的黏度和多孔吸声材料显气孔率、吸声系数以及抗折强度都有显著影响; 胶凝剂含量主要影响材料的显气孔率, 进而影响材料的抗折强度; 烧结温度主要影响材料的孔径分布, 进而影响材料不同频段的吸声系数。水固比0.35、胶凝剂含量35%(质量分数)、烧结温度700 ℃为最佳制备工艺参数。
多孔吸声材料 煤矸石 凝胶注模法 发泡法 吸声系数 porous sound absorbing material coal gangue gel injection method foaming method sound absorption coefficient
1 西安建筑科技大学材料科学与工程学院，西安 710055
2 西安建筑科技大学化学与化工学院，西安 710055
3 西安建筑科技大学资源工程学院，西安 710055
为了满足****领域对隐身技术的需求，解决5G时代广泛的电磁污染问题，各类型的碳基吸波材料异军突起。生物质衍生碳基材料相比传统碳基吸波材料，不仅提高了吸波性能，还具有轻质、低成本和可持续的优势。简要叙述了生物质碳材料的合成方法，系统地介绍了可食用和非食用2种生物质衍生材料在碳基复合吸波材料制备中的应用，综述了近几年来生物质衍生碳基复合材料在吸波领域的最新研究进展。重点分析了不同生物质衍生碳基复合材料的微观结构、微波吸收性能的差异，并概述了不同生物质衍生碳基复合材料吸波机理，最后讨论了具有高效微波吸收性能的生物质碳基复合吸波材料所面临的挑战，展望了其未来发展的方向。为从事生物质衍生吸波材料的科研工作者提供了较为全面的理论和应用知识背景，并有望进一步推进生物质衍生碳基复合吸波材料的发展及应用。
生物质衍生碳 轻质吸波材料 碳基复合材料 微波吸收 biomass-derived carbon lightweight absorbing material carbon composite microwave absorption
1 高压科学研究中心，亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室，燕山大学，河北 秦皇岛 066004
2 河北省微结构材料物理重点实验室，燕山大学理学院，河北 秦皇岛 066004
电子设备的增多使得吸波材料在**和民用领域具有广泛的应用。当前研究的重点在于制备吸收强、频带宽、质量轻、厚度薄的新型吸波材料。利用高温高压成功合成黑磷(BP)和硫掺杂黑磷(BP-S)晶体，并使用液相剥离的方法制备BP和BP-S纳米片。高频电磁参数测量发现相较于BP，硫元素的掺杂使得BP-S复数介电常数和介电损耗正切值在频率1.0~16.5 GHz情况下明显提高。BP-S在9.6 GHz处最小反射损耗可达到-41.1 dB；当厚度在1.0~2.0 mm范围内变化时，小于-10 dB的反射损耗频率范围为7.0~16.1 GHz。BP-S的最小反射损耗频率点与材料厚度符合λ/4阻抗匹配模型。综上，层状硫掺杂黑磷作为高性能介电损耗吸波材料具有广阔的应用前景。
黑磷 吸波材料 高温 高压 硫掺杂 高频 电磁性能 black phosphorus microwave absorbing material high temperature high pressure sulfur doped high frequency electromagnetic property
针对电磁干扰下LCDs显示异常问题, 基于信号传输完整性理论, 提出提升LCDs抗电磁干扰能力方法, 旨在提升LCDs在复杂电磁环境下的显示质量和电磁兼容性能。首先, 基于信号完整性, 分析电磁干扰下显示异常机理, 分析画面异常原因。其次, 基于自适应信号品质增强模型、信号传输路径优化和LCDs专用复合结构型吸波材料3个方面, 总结LCDs抗电磁干扰性能提升的方案。最后, 基于电磁仿真和产品实测, 验证3种方案改善效果。仿真和实验结果表明: 本文所述改善方案可有效提高液晶显示面板的抗电磁干扰性能, 提高LCDs产品电磁兼容性能。
电磁干扰 信号品质增强 复合电磁屏蔽材料 electromagnetic interference adaptive signal quality enhancement model composite absorbing material
中国电子科技集团公司光电研究院, 天津 300308
钡铁氧体是常用的铁氧体材料之一, 具有饱和磁化强度高、矫顽磁力大和电阻率高等特点, 微波吸收方面有很强的应用价值。对其稀土掺杂改性是研究的热点方向。采用共沉积法制备了稀土镧掺杂的M型磁铅石钡铁氧体纳米颗粒, 采用XRD、VSM等分析手段测试稀土掺杂钡铁氧体的结构和磁性能, 并采用矢量网络分析仪研究了纯态和稀土掺杂钡铁氧体的吸波性能, 结果显示, 稀土掺杂钡铁氧体的吸波性能进一步提高。
吸波材料 铁氧体 电磁参数 吸波性能 microwave absorbing material Ferrite electromagnetic parameters absorbing property
炭黑是在无机开孔泡沫吸波材料制备中一种重要的氧化型发泡剂, 同时也是样品制备过程中添加的优良吸波剂, 在实验室中制备了炭黑体积含量为0.1%、0.5%、1.5%、2%和3%的泡沫样品, 测量了五种样品的介电常数, 理论计算了样品在X波段的反射率, 并通过试验测量, 得出了制备无机开孔泡沫吸波材料时, 炭黑含量为3%时性能最好的结论, 为材料制备提供了参考依据。
炭黑 介电常数 无机泡沫 吸波材料 charcoal dielectric constant inorganic foam wave-absorbing material
四川省非金属复合与功能材料重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地西南科技大学, 四川 绵阳 621010
作为单原子厚度的碳材料, 石墨烯因具有低密度、高比表面积和电子迁移率的特性, 易于满足吸波材料所需的要求。目前, 单一的吸波材料难以达到多波段、宽频带的吸收效果, 为了拓宽其红外吸收频带, 通过将氧化石墨烯与纳米 γ-Al2O3复合, 并采用水合肼原位还原制备石墨烯基吸波材料。利用 Raman、XRD、FT-IR、EDX和 SEM对复合材料的结构与形貌进行了分析, 同时测试了烟幕对1.06 μm激光和 8～12 μm波段的红外消光特性, 结果表明, 石墨烯基吸波材料对红外激光系统以及红外热像仪均具有一定的干扰作用。
石墨烯基 红外消光 红外吸波材料 水合肼还原 graphene-based γ-Al2O3 γ-Al2O3 infrared extinction infrared absorbing material hydrazine hydrate reduction
采用密度泛函DFT中的B3P86方法,选用6-311g**基组,对平面环状碳团簇Cn(n=6,10,13,24)的振转能级特性进行了研究.结果表明,碳团簇环状结构的转动能谱恰好处于微波区域,且随碳环面积增大而向低频方向移动.同时对环状碳团簇Cn的能级分布,最高占据轨道HOMO,最低空轨道LUMO及能隙HLGs进行了研究.最后指出,利用环状碳团簇转动能谱位于微波区域的特性,设计出具有低频吸收功能的新型吸波和电磁屏蔽材料.
密度泛函方法 平面环状碳团簇 转动能级 Density Function Theory Planar ring carbon clusters Rotational energy level Absorbing material
1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
2 中国科学院感光化学研究所, 上海 201800
对透明和吸收介质的简并四波混频理论作了处理,实验上给出了掺半导体玻璃,无机和有机材料的三阶非线性极化率χ(3)和非线性折射率n2的值,而且确定了非线性参数χ(3)的时间响应特性,实验装置的时间分辨率为5 ps.
非线性参数 吸收介质 简并四波混频
