2024年04月09日
近期，西交利物浦大学杨莉教授团队制备出了具有介电损耗和磁损耗协同作用的中空碳化硅-镍核壳复合材料，该材料在介电损耗和磁损耗的协同作用下展现出卓越的吸波性能。当降解温度600 ℃，还原温度为750 ℃时，所制备的H-SiC/Ni 复合材料的有效吸收带宽在材料厚度为2.6 mm时高达8.8 GHz, 相比于纯中空碳化硅材料，有效吸收带宽性能提升了3.5倍，厚度降低了3.8倍，实现了“薄、轻、宽、强”吸波材料的新突破。该成果目前已发表于国际期刊《复合材料B：工程材料》（Composites Part B: Engineering）。
该成果是在前期不同形貌碳化硅及介电复配碳化硅研究分析的基础上，充分利用了介电损耗和磁损耗的协同作用机理，引入了磁性材料进一步提升中空碳化硅材料的吸波性能。
“磁性金属铁、钴、镍具有较强的磁性，磁损耗作用强，其中金属镍来源广泛，资源丰富，且强度及耐腐蚀性能好，因此选用金属镍作为磁损耗材料复配至介电型中空碳化硅材料上，”杨莉教授说。
通过精细调控原材料的添加比例，研究团队制备了不同导电性能的复合材料，并探讨其导电性能对吸波性能的影响。研究表明，随着导电性能的增加，电导损耗增强，促进了吸波性能的提升，但是随着导电性能的进一步提升，反射率增强，使得入射电磁波量降低，吸波性能下降。此外，研究还揭示了沉积及还原温度对电磁波性能的影响，结果显示，高温下镍的结晶性和磁性能的提升显著增强了磁损耗，进一步优化了吸波性能。
该项目属于西交利物浦大学（XJTLU）和江苏省产业技术研究院（JITRI）联合培养项目，杨莉教授表示该项目的顺利开展，一方面得益于博士生王金艳的高效执行力；另一方面得益于XJTLU和JITRI双方资源的优势互补，强强联合所提供的高端全面的实验测试及分析。
“XJTLU作为一个比较国际化的学术社区，提供了大量前沿的国际学术研讨会及学术报告，使学生能够及时了解并学习最先进的技术及方法。与此同时JITRI具有国际顶尖的材料分析表征设备，可对材料进行元素组成、显微组织、力学性能及物化性能的全面表征，实现不同样品的准确分析。”杨莉教授说。
据了解，博士生王金艳从2021年9月加入西交利物浦大学后，在短短两年半的时间里高质量完成了博士课题的研究工作。目前已有3篇文章发表于国际top期刊，除了上面所提到的《复合材料B：工程》（Composites Part B：Engineering）, 还包括了《化学工程杂志》（Chemical Engineering Journal）和《材料表征》（Materials Characterization）等期刊。
素材与校对：杨莉教授
翻译编辑：王璐谣
2024年04月09日