作者单位
摘要
郑州大学材料科学与工程学院,郑州 450001
吸波材料是指能吸收或者大幅减弱其表面接收到的电磁波能量,从而减少电磁波干扰的一类材料。近年来对吸波材料的探索中出现各种高熵陶瓷吸波材料,通过热力学的高熵效应、结构的晶格畸变效应、动力学的迟滞扩散效应以及组元的协同增效作用,获得高熵陶瓷材料的吸波性能优于单组元的吸波性能。基于近年来的研究成果,本文归纳总结了不同种类高熵吸波陶瓷的组元设计、制备与吸波性能关系的相关研究结果,分析了高熵效应对吸波性能的影响规律,最后,总结了目前研究工作中存在的关键科学难题与挑战,并展望了高熵吸波陶瓷的未来前景和发展方向。
高熵吸波材料 磁损耗 介电损耗 吸波性能 high-entropy wave-absorbing materials magnetic loss dielectric loss microwave-absorbing properties 
硅酸盐学报
2023, 51(12): 3204
作者单位
摘要
1 合肥工业大学化学与化工学院,合肥 230009
2 安徽省先进复合材料设计与应用工程研究中心,合肥 230009
以铝柱撑蒙脱石为模板、壳聚糖为碳源,采用水热法制备铝柱撑蒙脱石/碳纳米复合材料,然后热压得到铝柱撑蒙脱石基陶瓷/碳复合材料。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、万能材料试验机和矢量网络分析仪等研究了碳含量对复合材料的致密度、力学、导电性能和吸波性能的影响。结果表明:铝柱撑蒙脱石/碳经热压烧结转变为莫来石/碳陶瓷材料,碳在热压中进一步石墨化,碳的引入提高了复合材料的导电性和韧性,同时在材料内部形成了大量界面极化,增强了复合材料的介电损耗,使陶瓷材料由透波体转化为电磁波吸收材料。随着铝柱撑蒙脱石中碳质量分数的进一步增加,复合材料内部微裂纹增多,弯曲强度逐渐降低。在1 300 ℃、20 MPa、保温120 min的条件下进行热压烧结,蒙脱石与壳聚糖质量比为32:1时,复合材料的断裂韧性最高,比不添加碳的陶瓷提高了11.41%;当蒙脱石与壳聚糖质量比为4:1时,复合材料的电导率最高,达到17.53 S·m-1。吸波性能测试模拟计算结果表明:所得材料在涂层厚度为1.4 mm时,最小反射损耗RL值达到-44.93 dB;当涂层厚度为1.6 mm时,最小RL值为-36.28 dB,有效吸收带宽为5.0 GHz。
铝柱撑蒙脱石 壳聚糖 陶瓷/碳 力学性能 吸波性能 alminum-pillared montmorillonite chitosan ceramic/carbon mechanical properties microwave absorbing property 
硅酸盐学报
2023, 51(12): 3121
作者单位
摘要
西安建筑科技大学材料科学与工程学院,西安 710055
采用固相反应法制备了单相块体(Mg0.2Co0.2Ni0.2Cu0.2Zn0.2)Fe2O4高熵尖晶石陶瓷。结合X射线衍射,扫描电子显微镜和能谱仪对制备过程中的物相组成、显微结构和元素分布进行分析。随烧结温度的升高陶瓷材料体积密度增大,气孔率降低,1 200 ℃烧结所得致密高熵尖晶石陶瓷材料呈单相,元素均匀分布,其弯曲强度和断裂韧性分别达43.00 MPa和1.30 MPa·m1/2。所制备高熵尖晶石陶瓷对电磁波兼具介电损耗和磁损耗能力,其在3.0 mm处可获得最大的有效吸收带宽为12.37 GHz,是具有一定承载能力和优异宽频吸波性能的陶瓷材料。
铁氧体 高熵陶瓷 尖晶石结构 电磁吸波性能 ferrite high entropy ceramics spinel structure electromagnetic absorption properties 
硅酸盐学报
2023, 51(12): 3102
作者单位
摘要
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 
硅酸盐学报
2023, 51(5): 1363
作者单位
摘要
1 三峡大学石墨增材制造技术与装备湖北省工程研究中心,湖北 宜昌 443002
2 三峡大学机械与动力学院,湖北 宜昌 443002
在获得石墨烯(RGO)/聚乳酸(PLA)、RGO/四氧化三铁(Fe3O4)/PLA多种复合吸波线材的基础上,利用熔融沉积成形技术打印了三层角锥吸波体。利用CST仿真与实验研究了吸波剂组合和分布方式(水平梯度分布和立体梯度分布)对角锥吸波性能的影响,并揭示了吸波机理。研究结果表明,对于均质吸波体,双组元吸波剂吸收性能更佳,且吸波性能随石墨烯的含量增加而改善;对于吸波剂梯度分布吸波体(此时锥体高度为16 mm,底面尺寸为10 mm×10 mm),立体梯度分布时(加入质量分数分别为3%、5%、7%的三层吸波剂石墨烯)可获得最强吸波效果:在6.1~18.0 GHz范围内的反射损耗低于-10 dB,有效吸波带宽可达11.9 GHz以上,在17.2 GHz处达到最高吸收强度为-45.8 dB;相对吸波剂组合,分布方式对角锥吸波能力具有更大影响,立体分布方式的吸波体一方面改善阻抗匹配特性,保证有效吸波带宽,另一方面增大多重散射、反射与球状衍射损耗,提高吸波强度。
材料 三层角锥吸波体 石墨烯复合吸波剂 分布方式 熔融沉积成形 吸波性能 吸波机理 
激光与光电子学进展
2023, 60(9): 0916002
作者单位
摘要
1 山东硅纳新材料科技有限公司, 淄博 255400
2 山东理工大学工程陶瓷研究院, 淄博 255030
3 山东工业陶瓷研究设计院有限公司, 淄博 255035
针对高熵碳化物制备困难, 本文采用ZrC、HfC、NbC和TaC粉为原料, Ni粉为熔剂,通过低温无压烧结工艺成功制备出三种不同成分的高熵(Zr,Hf,Nb,Ta)C粉体。结果表明, 三种粉体均为微米长方体, 且暴露(100)晶面。(Zr1/4Hf1/4Nb1/4Ta1/4)C微米长方体因具有高介电常数而展现出优异的吸波性能, 在厚度为3.5 mm、频率为6.16 GHz时, 最低反射损耗值可达-48.86 dB。高熵(Zr,Hf,Nb,Ta)C微米长方体在800~1 200 ℃下展示出优异的抗氧化性, 且氧化产物均由正交相(NbxTa1-x)2O5固溶体、单斜相(ZrxHf1-x)O2固溶体和正交相HfO2所组成, 与氧化温度和过渡金属的物质的量比无关。Zr、Hf、Nb和Ta的协同作用导致其氧化机制与单组元碳化物截然不同, Hf的存在抑制Nb2O5由正交晶系向单斜晶系转变, 还会促使ZrO2在800 ℃时由四方晶系转变为单斜晶系。此外, Nb和Ta的存在促使HfO2在常压下由单斜晶系转变为四方晶系。
高熵碳化物陶瓷 微米长方体 吸波性能 抗氧化性 high-entropy carbides ceramics (Zr,Hf,Nb,Ta)C (Zr,Hf,Nb,Ta)C microcuboid microwave absorption property oxidation resistance 
硅酸盐通报
2022, 41(12): 4432
作者单位
摘要
1 1. 西安建筑科技大学 材料科学与工程学院, 西安 710055
2 2. 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 先进耐火材料国家重点实验室, 洛阳 471039
3 3. 西安建筑科技大学 资源工程学院, 西安 710055
以葡萄糖、Si粉、碳纤维为原料, 采用化学镀结合高温烧结两步法制备了具有SiC阵列改性涂层的新型SiC/Cf复合材料。采用不同手段表征SiC/Cf复合材料的相组成、微观结构和吸波特性。结果表明: 碳纤维表面包覆大量结合紧密、垂直表面向外生长的SiC阵列, 且阵列分布均匀, 高度约为1.4 μm。当SiC/Cf复合材料厚度在1~2 mm范围内时, 随厚度增加, 最小反射损耗(RLmin)由高频向低频移动; 当厚度为1.8 mm时, 在8.31 GHz下的RLmin为-40.653 dB, 有效吸收带宽为1.11 GHz(RL < -10 dB); 当厚度为1.5 mm时, 有效吸收带宽可达2.42 GHz, 且厚度为1.3~1.8 mm时, RLmin均小于-20 dB。SiC阵列改性碳纤维新型SiC/Cf复合材料有望成为一种轻质高效的电磁波吸收材料。
碳纤维 阵列 SiC 吸波性能 carbon fiber array SiC microwave absorbing property 
无机材料学报
2021, 36(3): 306
作者单位
摘要
1 河北工业职业技术大学工业基础教学部,石家庄 050091
2 河北工业职业技术大学材料工程系,石家庄 050091
3 63850部队,白城 137001
4 4.陆军工程大学石家庄校区车辆与电气工程系,石家庄 050003
以溶胶凝胶法制备的钴酸钙粉体为基础材料,在氧化铝陶瓷基板上涂覆烧结形成了钴酸钙薄膜,研究了薄膜的物相结构、温阻特性及电磁波吸收性能。研究发现,溶胶凝胶法制备的钴酸钙粉体由Ca9Co12O28相组成,粉体颗粒均匀,具有一定的取向性生长,呈明显的片层状结构。烧结后的钴酸钙薄膜由细小的Ca3Co4O9相组成,与氧化铝基板结合紧密,厚度在20 μm左右,薄膜的方阻值随着温度的升高迅速下降,在300~800 ℃保持在20 Ω/□左右。800 ℃钴酸钙电阻膜型超材料吸波体在8~18 GHz显示出了对电磁波双吸收峰特征。
钴酸钙薄膜 溶胶凝胶法 温阻特性 电磁波 高温吸波性能 calcium cobaltate film sol-gel method temperature resistance characteristic electromagnetic wave high temperature absorbing property 
人工晶体学报
2021, 50(8): 1518
吴海华 1,*邢垒 1蔡宇 1刘力 1[ ... ]田小永 2
作者单位
摘要
1 三峡大学机械与动力学院, 湖北 宜昌 443002
2 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室, 陕西 西安 710054

利用熔融沉积成形技术快速制备了石墨烯/聚乳酸单组元复合试样和石墨烯/纳米Fe3O4/聚乳酸双组元复合试样,并研究了石墨烯含量对上述试样吸波性能的影响。结果表明:当石墨烯质量分数为8%时,单组元复合试样的吸波性能较佳;在双组元复合试样中,当纳米Fe3O4含量一定时,提高石墨烯含量能明显改善试样的吸波性能;双组元复合试样的吸波性能优于单组元复合试样;石墨烯包覆在基体表面形成的褶皱会增加电磁波多重反射的次数,但石墨烯含量过多时,石墨烯因团聚产生的电子散射会影响吸波效果;相比单组元复合试样,双组元复合试样在石墨烯及纳米Fe3O4的双重作用下形成的微观界面种类更多,使得电磁波的传播路径更为复杂,电磁波能量消耗得更多,因此将不同损耗类型的吸波剂进行复合可以有效提高材料的吸波性能。

材料 熔融沉积成形 复合试样 石墨烯 纳米Fe3O4 吸波性能 
激光与光电子学进展
2020, 57(23): 231601
作者单位
摘要
辽宁工程技术大学矿业学院,阜新 123000
采用水热法合成纳米Co0.5Zn0.5Fe2O4粉体,并借助X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、矢量网络分析仪(VNA)研究工艺条件(晶化温度、晶化时间)对Co0.5Zn0.5Fe2O4物相、形貌及吸波性能的影响。结果表明,当晶化时间为8 h、晶化温度为180 ℃时制备出纯相的尖晶石结构的纳米Co0.5Zn0.5Fe2O4,样品形貌为类球形,平均粒径为10~15 nm。在1~18 GHz频段内,样品在16.47 GHz处的反射率达到-33.9 dB,吸波性能最好。
钴锌铁氧体 水热法 晶化温度 晶化时间 吸波性能 cobalt-zinc ferrite hydrothermal method crystallization temperature crystallization time absorption performance 
人工晶体学报
2020, 49(5): 876

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!