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寧波材料所寬頻吸波材料研究再獲突破 實現X波段有效吸收
文章來源:未知     點擊數: 次     更新時間:2019-07-10 15:22

 電磁波吸波材料通過損耗電磁能量可實現電磁波較少反射甚至無反射,在軍事隱身和電子、通訊設備電磁兼容領域具有廣泛的應用。隨著5G和雷達通訊等技術的興起,電磁波應用頻譜從米波拓展至毫米波,導致吸波材料需求日益增大。如何在保證較薄厚度下實現寬頻有效吸收(吸收率大于90%,Reflection Loss ≤-10dB)是目前吸波材料應用發展的重要難題。

 

近年來,中國科學院磁性材料與器件重點實驗室軟磁材料團隊開展了新型吸收劑和吸波結構設計系列研究。研究開發的高頻稀土軟磁通過稀土Ce2Fe17N3-δ硅膠復合吸波材料在9.97GHz最大吸收為-60.5dB,帶寬覆蓋X波段(8-12 GHz),厚度僅為1.7mm [J Magn. Magn. Mater., 424(15): 39-43 (2017)];Fe基非晶粉體電磁波吸收劑,在7.08 GHz實現了-60.3dB強吸收,有效吸收帶寬為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,通過羰基鐵臺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結構復合,通過調節碳納米管層厚度實現對不同頻率電磁波實現差異化的反射/透射作用,實現了12.6 GHz(5.4-18 GHz)寬頻電磁波有效吸收,總厚度僅為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、抗電磁干擾、電磁污染防護等領域。

 

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

 

圖1 多層吸收體吸波性能及吸波原理

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