介电-磁复合吸波材料的协同机制与性能优化
侯海云, 马东威, 张子楠, 贾梓睿
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2026.100325
随着5G通信、航空航天及国防技术的快速发展,电磁辐射污染电磁干扰及电磁隐身需求推动吸波材料向“薄、轻、宽、强”方向发展。介电-磁复合吸波材料通过整合介电损耗与磁损耗机制,突破单一材料阻抗匹配不佳、频带窄等瓶颈,成为当前研究热点。该类材料的核心优势源于协同机制:介电相通过偶极极化、界面极化、传导损耗及缺陷损耗衰减电磁波,磁相依赖自然共振、交换共振、涡流损耗及畴壁共振实现磁能耗散;二者耦合可优化阻抗匹配,延长电磁波传播路径,拓宽有效吸收带宽。其协同效应受组分比例、微观结构及界面特性调控,通过Maxwell-Garnett理论、传输线理论等可揭示其微观物理过程。性能优化需通过多维度策略实现:组分设计上筛选互补性介电-磁材料并调控比例;制备工艺优化组分分散与结构完整性;微观结构调控强化阻抗匹配与多重损耗;表面改性提升界面极化与协同效应。典型体系包括磁性金属/介电聚合物、铁氧体/陶瓷、碳基/磁性纳米粒子复合体系,部分材料最小反射损耗低于−60 dB,有效吸收带宽超9 GHz。当前研究仍面临协同机制理论模型不完善、宽频吸收与环境稳定性难以兼顾等挑战。未来需深化微观机制认知,发展多功能一体化、智能化、绿色化材料,推动其在军事隐身、电子设备电磁兼容、通信基站防护等领域的规模化应用。
关键词: 介电-磁复合吸波材料, 协同机制, 介电损耗, 磁损耗
一石二鸟:磷掺杂以增强导电损耗和偶极极化用于电磁波吸收
贾梓睿, 周泽华, 徐爽, 王远, 石梦佳, 何梦婷, 张传坤, 兰笛
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2026.100310
缺陷调控是开发新型吸收材料的关键。如何精确控制缺陷的浓度和数量以优化材料的损耗机制仍然是一项重大挑战。传统吸收材料的吸收频率与谐振频率不匹配,限制了其吸收性能。为解决这些问题,本文通过磷掺杂和硫空位缺陷的协同作用,成功调控了CoMn纳米片的偶极子和载流子浓度,显著提高了材料的电磁波吸收性能。实验结果表明,优化后的复合材料在厚度分别为2.0 mm和2.2 mm时,实现了−52.19 dB的最小反射损耗(RLmin)和5.52 GHz的最大有效吸收带宽(EABmax)。磷掺杂和硫空位缺陷的引入不仅增加了活性位点,而且通过异质界面和晶格畸变丰富了损耗机制。本研究不仅提供了一种制备新型电磁波吸收材料的简便方法,而且为过渡金属二硫化物缺陷调控提供了一种新策略。
关键词: 电磁波吸收, 硫空位, 磷掺杂
双金属MOFs中精确设计的异质界面实现多尺度极化协同效应用于高效电磁衰减
杨世豪, 郭志强, 贾梓睿, 刘翌, 王丁硕, 李增超, 李海丰, 邱华, 吴广磊
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2026.100348
基于金属有机框架(MOF)衍生物的多组分界面工程在实现高性能电磁波(EMW)吸收方面具有巨大潜力。然而,精确控制异质界面构型及其相关极化机制仍是一个重大科技难题。本研究开发了一种基于双金属MOF前驱体的可控热解-硒化策略,用于制备ZnSe/Cu2Se多相复合材料。通过前驱体结构设计和硒化程度的精准调控,实现了形貌与异质界面的双重精确控制。多尺度表征、有限元模拟和密度泛函理论(DFT)计算共同表明:Cu2Se在碳骨架内形成了高效导电网络,产生显著传导损耗;同时两种金属硒化物的共存构建了大量异质界面,极大增强了界面极化损耗。此外,缺陷诱导极化和偶极子极化产生了活性位点,实现多尺度极化协同耗散电磁波。最终优化后的复合材料展现出卓越的电磁波吸收性能,其最小反射损耗(RLmin)达−52.63 dB,最大有效吸收带宽(EABmax)为8.64 GHz。本研究提出了一种精确调控基于MOF衍生的双金属硒化物异质界面的策略,为理解高效衰减电磁波所需的多尺度极化协同机制提供了理论基础。
关键词: 多组分界面, 双金属硒化物, 多尺度极化协同, 电磁波吸收

出版年份

相关作者

相关热词