碳化硅/碳微球在恶劣环境下仍保持性能

Josiah

随着电子信息技术的飞速发展，电磁波吸波材料在电磁防护、隐身装置等军事应用和国防工业中发挥着至关重要的作用。

然而考虑到目前的电磁吸收材料无论军事隐身还是民用电子用途，往往应用于户外，地理位置、气候条件等不可控因素对电磁响应的稳定性产生负面影响，探索兼具优异微波吸收性能与环境稳定性的电磁吸收材料对于实际应用至关重要。

大量研究表明，碳和碳化硅在某些极端环境下表现出稳定的吸波性能，但两种材料在吸收强度和带宽方面都存在明显的不足。

虽然通过简单的复合材料可以实现相对于单一组分材料一定的微波吸收性能的提高，但仍不能满足当前对高性能吸收材料的需求，因此对碳/碳化硅复合材料在电磁防护方面的深入开发具有重要意义。

针对这一问题，哈尔滨工业大学杜云晨团队以酚醛树脂微球为芯层、二氧化硅为壳层，构建了具有核壳结构的复合微球，在高温裂解过程中，因界面反应自发形成中空结构，不仅满足了轻量化要求，还显著提升了对入射电磁波的衰减能力。

该论文发表在《纳米微快报》杂志上。

杜团队通过控制硅壳层厚度，实现了空心碳化硅/碳（SiC/C）复合微球的组分调控，进而控制复合材料的电磁性能。杜团队的研究结果表明，在组分和结构的协同作用下，SiC/C复合材料表现出了优异的吸波性能，其最强反射损耗和最宽有效吸收带宽分别达到-60.8 dB和5.1 GHz。这些结果超过了之前报道的大多数SiC/C复合材料。

此外，杜教授还通过雷达截面模拟数据证实了SiC/C复合材料优异的雷达隐身性能，用不同温度、酸性或碱性环境处理该复合材料，其吸波性能并没有发生明显变化。

处理后有效吸收带宽和反射损失强度值保持稳定，表明空心SiC/C微球在各种恶劣的自然环境中具有良好的实际应用前景。