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浙师大新型电磁波对抗材料研制获进展 反射性能提升一倍

发布时间:2017-07-05 阅读数:968

 

浙江师范大学副教授童国秀向记者展示“宽频-轻质-高吸收”电磁防护材料

    在电气技术应用给人类带来生活便利性及生产效率提升的同时,与之相伴的电磁辐射正成为新的污染来源,无论是在军用还是民用领域,电磁防护的迫切性也显得尤为重要。高吸收、低反射,成为了科研人员对付电磁辐射的主要目标。 

        近日,浙江师范大学副教授童国秀向记者展示了一项最新基础研究成果,一种由新型海绵状多孔材料制成的宽频-轻质-高吸收电磁防护材料,让电磁波反射率提升了近1倍,有望成为对抗电磁辐射的新型武器

        与传统的以银、铜等高导电反射型电磁屏蔽材料相比,童国秀研究电磁材料具有高吸收、低反射、轻质等特性,通过多孔材料自身的结构特性,将电磁波吸收并转化为热能耗散,最大程度避免反射过程中造成的二次污染。

        “在显微镜下仔细观察,你会看到这个材料的结构与海绵相似。童国秀告诉记者,正是得益于类似海绵的多孔结构,让电磁波进入这些六面体不规则孔道后不断散射,最终在材料内部完全消耗殆尽。据了解,这种新型材料具有优异的微波吸收特性,可将电磁波90%反射损耗的频率范围扩大到了2-18 GHz,最大反射损耗达-60 dB,电磁波反射率提升了近1倍。

        不仅如此,课题组还建立了海绵状多孔材料的葡萄糖引导的共沉淀-烧结合成技术,实现了材料制备过程中的轻污染、低能耗。新型多孔材料的制备过程以金属盐、水为原料,葡萄糖为结构指示剂,比传统材料的制备方法更为环保高效。

 

童国秀与研究生一同进行电磁波防护材料研制的相关实验 

        在经过近五年的研发,这项基础研究项目与去年顺利完成结题。童国秀告诉记者,如今课题组正在与企业密切沟通,希望将这类技术运用到人们的生产生活中去,让电磁防护能力得到有效提升。同时,对于这类新型多孔材料的延伸研究也已经开展,在刚刚立项的国家基金项目中童国秀课题组提出了研制环状多孔材料,以突破传统磁性材料Snoek极限的限制。 

        据介绍,设计和制备新型高效电磁波屏蔽与吸收材料是解决当前微波电磁污染问题的有效途径,性能优异的微波吸收材料必需满足阻抗匹配条件和强电磁波吸收或衰减特性,由于Snoek极限的限制,大幅度提高磁导率仍然是一个亟待解决的世界难题。 

        为此,童国秀课题组建立了一种宽频带-高吸收异质纳米磁环微波吸收剂的设计原理和微波水热-还原工艺和水热-还原法制备技术,探索新的微波激励机制。课题组从环状异质结构的双各向异性入手,通过控制其尺寸、层间相互作用、分布、表面和界面各向异性,能突破Snoek极限的限制,获得高磁导率-高介电常数磁性材料,实验已可以将介电常数提高4-800倍,磁导率提高3-100倍。该研究结果提供了突破Snoek极限的新方法及新的微波电磁激励机制。



(浙江在线 记者 张吉通讯员 缪静)

 

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