具有高效电磁波吸收性能的CoFe/C@聚吡咯复合材料的制备OA
Fabrication of CoFe/C@polypyrrole composites with efficient electro-magnetic wave absorption properties
近年来,日益严重的电磁辐射已对精密设备和人体健康造成危害.因此,开发高效的电磁波(EMW)吸收材料迫在眉睫.然而,电磁波吸收材料面临着在低填充比、小厚度条件下同时实现强吸收和宽带宽的挑战.为解决这一问题,我们通过两步合成策略构建了一种分级结构的钴铁/碳@聚吡咯(CoFe/C@PPy)异质结复合材料:首先制备磁性CoFe/C 纤维,然后在其表面原位包覆一层可调控的 PPy 层.这种组分集成带来了多种损耗机制,其中 CoFe/C 的磁损耗和 PPy 的介电损耗共同改善了阻抗匹配与电磁波耗散能力.优化后的复合材料(CFC-2)表现出卓越的性能:在厚度为 2.0 mm、填料含量为 10%的条件下,其在 14.64 GHz 处的最小反射损耗(RLmin)达到-45.6 dB,对应的有效吸收带宽为 5.12 GHz.此外,CST Studio 仿真和远场雷达散射截面(RCS)分析验证了其实用性,结果显示与理想电导体相比,其 RCS 减少了高达 37.5 dBm2.本研究提供了一种高性能吸波材料,并为通过多组分协同作用设计高效电磁防护材料提供了一种可行的策略,同时也为开发高效电磁波吸收材料奠定了基础.
Recently,increasingly severe electromagnetic radiation has caused harm to precision equipment and human health,which re-quires the development of effective electromagnetic wave(EMW)absorption materials.These materials require both a strong absorp-tion and a broad bandwidth at low filling rates and small thicknesses.To meet this requirement we have constructed a cobalt-iron/carbon@polypyrrole(CoFe/C@PPy)composite by a two-step synthesis process.The first is the fabrication of magnetic CoFe/C fibers,followed by their coating with a PPy layer with a controlled thickness.This combination of materials results in a magnetic loss from CoFe/C and a dielectric loss from PPy which improves both im-pedance matching and EMW dissipation.An optimized material has a PPy layer with a thickness of 2.0 mm and a loading of 10%and has a minimum reflection loss(RLmin)of-45.6 dB at 14.64 GHz,and the corresponding effective absorption bandwidth is 5.12 GHz.Further-more,CST Studio simulations and far-field radar cross-section(RCS)analysis validate its practical use,showing a notable RCS reduction of up to 37.5 dBm2 for a perfect electric conductor.
屈琳;王亚婧;原文佩;刘鹏宇;张妍兰;王永祯
太原理工大学 材料科学与工程学院,山西 太原 030024||太原理工大学 材料基因工程创新研究中心,山西 太原 030024||山西省煤基固废资源化利用与绿色生态发展联合实验室,山西 太原 030024太原理工大学 材料科学与工程学院,山西 太原 030024||太原理工大学 材料基因工程创新研究中心,山西 太原 030024||山西省煤基固废资源化利用与绿色生态发展联合实验室,山西 太原 030024太原理工大学 材料科学与工程学院,山西 太原 030024||太原理工大学 材料基因工程创新研究中心,山西 太原 030024||山西省煤基固废资源化利用与绿色生态发展联合实验室,山西 太原 030024太原理工大学 材料科学与工程学院,山西 太原 030024||太原理工大学 材料基因工程创新研究中心,山西 太原 030024||山西省煤基固废资源化利用与绿色生态发展联合实验室,山西 太原 030024太原理工大学 材料科学与工程学院,山西 太原 030024||太原理工大学 材料基因工程创新研究中心,山西 太原 030024||山西省煤基固废资源化利用与绿色生态发展联合实验室,山西 太原 030024太原理工大学 材料科学与工程学院,山西 太原 030024||太原理工大学 材料基因工程创新研究中心,山西 太原 030024||山西省煤基固废资源化利用与绿色生态发展联合实验室,山西 太原 030024
通用工业技术
电磁波吸收导电损耗界面极化CoFe合金结构设计
Electromagnetic wave absorptionConductive lossInterface polarizationCoFe alloyStructural design
《新型炭材料（中英文）》 2026 (3)
568-582,15
This research was supported by the National Nat-ural Science Foundation of China(52371231),Key R&D Program of Shanxi Province(20230204020 1008),and Natural Science Foundation of Shanxi Province(202203021212205).国家自然科学基金(52371231)山西省重点研发计划(202302040201008)以及山西省自然科学基金(202203021212205).
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