高效吸波材料——单层结构的创新之路

        吸波材料在电磁波控制与应用领域发挥着重要作用。然而，传统方案中多层结构吸波材料存在着复杂的制备工艺和研究难题。为了克服这些问题，科学家们通过改变吸波剂种类、含量以及材料厚度，实现了单层结构的吸波材料并取得了显著进展。本文将重点介绍先进院科技在单层结构吸波材料方面的研究成果。
        吸波材料的种类和性能：
        吸波剂的种类和含量是影响吸波材料性能的关键因素。在先进院科技的研究中，石墨粉被用作吸波剂，玻璃纤维作为增强体制备了树脂基吸波复合材料。实验结果显示，随着石墨粉含量和材料厚度的增加，复合材料的吸收峰向低频移动。这表明吸波剂含量和材料厚度对吸波性能具有明显影响。其中更佳试样的更大反射损耗达到-16.8 dB，反射损耗小于-10 dB的带宽为3 GHz。
        碳黑和碳纳米管的应用：
        对玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的研究中，先进院科技添加了不同含量的碳黑（CB）和碳纳米管（CNT）。试验结果表明，加入3% CB的复合材料具有更佳吸波性能，其更大反射损耗约为-21 dB，反射损耗小于-10 dB的吸收带宽约为3.6 GHz。这为使用碳黑和碳纳米管提升吸波性能提供了有益参考。
        多壁碳纳米管的优势：
        先进院科技的研究还展示了多壁碳纳米管（MWCNT）在吸波材料中的应用潜力。通过将MWCNT作为吸波剂添加到玻璃纤维增强的环氧树脂复合材料中，制备了2 mm厚的板材。在12~18 GHz范围内，该材料达到了-29.2 dB的更大反射损耗，并且具有4.91 GHz的反射损耗小于-10 dB的带宽。同时，该材料还具备优异的力学性能，为实际应用提供了可靠的基础。
        电磁损耗型吸波剂的研究：
        先进院科技还通过研究电磁损耗型吸波剂和磁损耗型吸波剂的组合，进一步改善了吸波材料的性能。在实验中，羰基铁粉（CIP）和CNT被用作吸波剂，聚乙烯醇（PVA）作为基体材料。结果显示，在CNT质量分数为0.6%时，材料在8.5 GHz处达到更佳吸波性能。
        结语：
        单层结构的吸波材料通过改变吸波剂种类、含量和材料厚度等参数，实现了在电磁波控制领域的应用。先进材料科学领域的研究表明，石墨粉、碳黑、碳纳米管和多壁碳纳米管等材料具有潜力用于制备高效的吸波材料。同时，电损耗型吸波剂和磁损耗型吸波剂的组合也开辟了提升吸波性能的新途径。未来，我们可以期待单层结构的吸波材料在通信、军事和航空等领域的广泛应用。