一维异质结构Mn_xO_y/C@Fe₃O₄的构筑及其超轻宽带吸波性能（英文）

摘要

由于雷达探测频段的多样性，仅针对特定频率的强吸收吸波材料已无法满足隐身需求，如何提升有效吸收带宽（Effective Absorption Bandwidth, EAB）仍是高性能吸波材料发展亟待解决的难题。该研究提出了一种以MnO₂纳米线为模板，通过原位聚合多巴胺、吸附Fe盐和碳化等方法得到了附载有Fe₃O₄纳米颗粒的一维（1D）介孔碳包覆锰氧化物（Mn_xO_y、Mn₃O₄和MnO）复合材料的制备方法（Mn_xO_y/C@Fe₃O₄）。结果表明，Mn_xO_y/C@Fe₃O₄复合材料的多组分异质结构（Mn₃O₄、MnO、Fe₃O₄和C）增加了不同物相的相互接触，在交变电磁场的作用下提供了更多的界面极化损耗；基体中1D碳结构两两之间形成导电网络，有利于电子的迁移和跃迁，增强了传导损耗；介孔碳中的众多缺陷和末端基团提供了大量的偶极子极化中心，增加了电磁波在材料内部的多重散射损耗，且介孔的存在减轻了材料的重量；磁性Fe₃O₄颗粒提供了涡流损耗和自然铁磁共振损耗，增加了磁损耗，并且与介电损耗的协同作用下改善了材料的阻抗匹配，使得Mn_xO_y/C@Fe₃O₄复合材料具有优异的吸波性能。Mn_xO_y/C@Fe₃O₄复合材料在填充量低至20 wt.%的情况下，厚度为2.2 mm时的反射损耗（RL）为–62.0 dB。值得注意的是，在1.7 mm的超薄厚度下EAB达到了6.4 GHz（11.4 GHz～17.8 GHz），表明该复合材料具有超轻、宽带吸收的优异吸波性能。

关键词

吸波材料 / 阻抗匹配 / 超轻 / 宽带

基金资助

National Natural Science Foundation of China (52371171, 52222106, 51971008, 52121001); Fund of National Key Laboratory of Scattering and Radiation (Beijing Institute of Environmental Features)