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宁波质料所在宽频吸波质料研究方面取得进展

  电磁波吸波质料通过损耗电磁能量可实现电磁波较少反射甚至无反射,在军事隐身和电子、通讯设备电磁兼容领域具有遍及的应用。随着5G和雷达通讯等技术的兴起,电磁波应用频谱从米波拓展至毫米波,导致吸波质料需求日益增大。如何在包管较薄厚度下实现宽频有效吸收(吸收率大于90%,Reflection Loss ≤-10dB)是目前吸波质料应用展的重要难题。

  近年来,中国科学院磁性质料与器件重点实验室软磁质料团队开展了新型吸收剂和吸波结构设计系列研究。研究开的高频稀土软磁通过稀土Ce2Fe17N3-δ硅胶复合吸波质料在9.97GHz最大吸收为-60.5dB,带宽笼罩X波段(8-12 GHz),厚度仅为1.7mm [J Magn. Magn. Mater., 424(15): 39-43 (2017)];Fe基非晶粉体电磁波吸收剂,在7.08 GHz实现了-60.3dB强吸收,有效吸收带宽为2.3GHz[J. Alloy Compd., 705(25): 309-313 (2017)];Co基非晶丝X波段薄层吸波质料实现3.6GHz有效吸收带宽[J. Alloy Compd., 730: 255-260 (2017)]。在吸波质料结构设计方面,通过羰基铁台阶型结构设计实现了X波段有效吸收[Curr. Appl. Phys., 18, 55-60 (2018)]

  近期,软磁质料团队设计制备出宽频多层电磁波吸收质料,利用羰基铁、碳纳米管、Ce2Fe17N3-δ结构复合,通过调节碳纳米管层厚度实现对差别频率电磁波实现差别化的反射/透射作用,实现了12.6 GHz(5.4-18 GHz)宽频电磁波有效吸收,总厚度仅为2.4mm [Compos. B Eng., 171: 214-221 (2019)]。系列具有厚度小、频带宽等优异吸波性能的吸波质料可应用于雷达隐身、防备电磁信息泄露等军事领域和5G基站电磁屏蔽吸收、抗电磁滋扰、电磁污染防护等领域。

  以上事情得到了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、宁波市科技局的项目支持。

图1 多层吸收体吸波性能及吸波原理

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