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。