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基于氢化TiO2/Ni核壳结构优化电磁协同效应的高性能吸波材料

已有 4223 次阅读 2018-8-24 18:14 |系统分类:论文交流

 

自隐身飞机问世以来,以雷达吸波材料为研究核心的隐身技术备受各国军事部门的高度关注。发展降低武器装备特征信号的雷达隐身材料技术,对保障武器装备的生存和防御能力具有重要的军事意义。另外,日常生活中电子设备产生的电磁辐射会对人造成生物性损伤,危害器官及神经系统、内分泌系统、免疫系统、造血系统等,特定波段内电磁干扰还会影响设备的正常工作或造成信息泄露。因此,为应对生活中电磁干扰问题,同时满足军事中隐形技术的应用要求,发展综合性高性能宽频电磁波吸收材料具有重要意义。

近日,武汉大学物理科学与技术学院潘春旭课题组博士生顼建乐等,联合贵州大学祁小四教授课题组和南京大学等单位,通过溶胶凝胶法制备出二氧化钛(TiO2)包裹镍微米球(TiO2@Ni),然后借助氢化技术对其表面进行氢化处理,得到一种黑色氢化TiO2包裹磁性微纳米镍球核壳结构H-TiO2@Ni复合材料。研究发现该复合材料具有以下特点:1)复合物外壳氢化处理不仅增强表面极化强度,同时可提高材料介电匹配;2)由于不同材料组分的吸收频段可以进行互补,核壳结构复合材料拓宽了总吸收频段,弥补了传统经典(如铁氧体)吸收频宽较窄的缺陷;3)可以使不同材料在性能上取长补短,并且产生电磁协同效应从而表现出优异的微波吸收性能。实验结果显示:1)H-TiO2@Ni复合物对电磁波最大反射损耗值可达-64.2 dB,对应厚度值为2 mm。2)i对应电磁波99.9% 吸收频宽可有效覆盖2.2 -11 GHz。表明该类复合物是理想的轻质、宽频、高效微波吸收材料。

相关成果以“Tuning the Electromagnetic Synergistic Effects for Enhanced Microwave Absorption via Magnetic Nickel Core Encapsulated in Hydrogenated Anatase TiO2 Shell”为题发表在工程技术领域权威期刊 ACS Sustainable Chemistry  Engineering (IF=6.140,JCR工程,化工1区)上。该论文第一单位通讯作者为潘春旭教授,联合通讯作者为贵州大学物理学院祁小四教授。该项研究将近一步拓宽了氢化二氧化钛在微波吸收领域和其他领域的应用。

文章链接:Xu, Jianle; Qi, Xiaosi; Sun, Yuan; Wang,Zhongchi; Liu, Yong; Luo, Chengzhi; Li, Bingjie; Zhong, Wei; Fu, Qiang; Pan,Chunxu: "Tuning the Electromagnetic Synergistic Effects for EnhancedMicrowave Absorption Via Magnetic Nickel Core Encapsulated in HydrogenatedAnatase TiO2 Shell", ACS Sustainable Chemistry & Engineering, August 10, 2018 online. DIO:10.1021/acssuschemeng.8b02350. 

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.8b02350

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