单分散球型氧化硅复合碳纳米纤维材料制备及吸波性能

李汶芳; 叶正华; 刘倩; 刘小康; 宋振昌; 孙松美

doi:10.19886/j.cnki.dhdz.2026.0014

东华大学学报（自然科学版） ›› 2026, Vol. 52 ›› Issue (3) : 153 -160. DOI: 10.19886/j.cnki.dhdz.2026.0014

单分散球型氧化硅复合碳纳米纤维材料制备及吸波性能

李汶芳, 叶正华, 刘倩, 刘小康, 宋振昌, 孙松美

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摘要

在全球信息化快速发展的背景下，电磁波污染问题日益严峻，开发新型轻质高效吸波材料迫在眉睫。单一碳材料作为吸收体难以实现高吸收与宽频带的应用要求，将氧化硅引入碳材料中制备复合材料可有效改善其表面阻抗匹配性能。然而，普通商品级氧化硅由于形貌不规则、分布不均，影响复合材料的结构连续性与性能优化。本研究基于球形二氧化硅在堆积密度与分散均匀性方面的优势，采用溶胶-凝胶法制备单分散二氧化硅微球，并结合静电纺丝-碳热还原工艺，成功构建了柔性氧化硅复合碳纳米纤维膜。结果表明，该材料因球形二氧化硅的均匀分散与紧密堆积，形成了连续且稳定的纤维结构，显著改善了复合材料的阻抗匹配特性，从而表现出优异的电磁波吸收性能。该材料在厚度为3.94 mm时，实现9.12 GHz的最大有效吸收带宽(EAB_max);当厚度达到6.26 mm时，在4.56 GHz处达到-55.1 dB的最小反射损耗(RL_min)。通过对该复合材料进行RCS仿真模拟，进一步证实该类材料具备良好的吸波性能与实际应用潜力。该研究为提升硅碳基复合材料的吸波性能提供了理论与试验参考，制备的复合材料展现出良好的应用前景。