复合材料学报

作者：邢原铭, 杨涛, 王恩会, 刘成, 侯新梅,

关键词：吸波, 复合材料, 碳化硅, 纳米颗粒, 纳米线, 气凝胶,

<abstract abstract-type="executive-summary" specific-use="web-only"><sec>&nbsp; <b>目的</b> &nbsp;吸波材料作为防雷达探测、电磁干扰和电磁污染的有效屏障得到了快速的发展。SiC是一种应用广泛的吸波材料，其具有一定的介电性能和出众的稳定性、耐腐蚀性，但也存在阻抗匹配不佳等缺点。构建SiC基复合吸波材料是提高其吸波性能的重要方法。本文综述了SiC的吸波性能和SiC基复合吸波材料的研究进展，并展望了SiC基复合吸波材料的发展方向。</sec><sec>&nbsp; <b>方法</b> &nbsp;对SiC及其复合吸波材料的制备与性能进行归纳总结：(1)SiC的吸波性能和提高吸波性能的方法。SiC吸波材料主要依赖于介电损耗，内部缺陷、界面和表面、厚度和温度等因素会影响SiC的吸波性能。为克服SiC材料阻抗匹配不佳、损耗机制单一等不足，常用的方法有：掺杂改性和制备SiC复合材料。(2)SiC复合材料的制备策略：零维SiC纳米颗粒、一维SiC纳米线、三维结构SiC材料分别与导电材料、介电材料和磁性材料相复合，以提高SiC基材料的介电性能、丰富吸收机制、优化阻抗匹配，进而提高吸波性能。</sec><sec>&nbsp; <b>结果</b> &nbsp;SiC的吸波性能主要来自于介电弛豫损耗，并受到内部缺陷、界面和表面、厚度和温度的影响：SiC内部缺陷作为极化中心引起极化弛豫，提高介电常数；SiC的比表面积增大，会增加偶极极化和界面极化，促进多次反射；吸收体厚度为1/4波长的奇数倍时会产生干涉而衰减电磁波；温度的升高会降低SiC电阻率，进而提高其对电磁波吸收率。为提高SiC的吸波性能，可采用掺杂改性和制备SiC复合材料的</sec><sec>&nbsp; <b>方法</b> &nbsp;对SiC的掺杂改性可以调控载流子浓度、提高介电性能；SiC复合吸波材料可以调节电磁参数、优化阻抗匹配、丰富损耗机制，提高吸收强度。不同维度的SiC用于吸波材料的优势有：SiC纳米颗粒抗氧化性能更好，更耐高温，纳米颗粒有效改善了SiC的电磁特性且制备方法较为成熟；SiC纳米线具有一维结构，比表面积较大，易于形成三维导电网络，具有较高的介电性能；三维SiC材料可通过不同的实验方法制备，多孔网络结构对电磁波产生反射、散射、干涉作用引起衰减。按照损耗类型分类，SiC复合材料主要分为三类：SiC与导电材料复合、SiC与介电材料复合、SiC与磁性材料复合。①导电材料以碳材料为代表，具有导电性高、密度小、稳定性好、易于调控的优势。导电材料与SiC相复合，促进了异质界面的形成，引入了导电路径，可以丰富损耗机制，优化阻抗匹配。②介电材料包括各种陶瓷材料，大多具有较高的力学性能和耐腐蚀性能。介电材料与SiC相复合，可以调控材料的介电性能，进一步提高介电损耗，并有在高温下服役的潜力。③磁性材料包括金属微粉和金属氧化物等，通过涡流损耗和自然共振等方式进行磁损耗，有些磁性材料也同时具备介电损耗，具有很高的吸波特性。磁性材料与SiC相复合，可以丰富损耗机制，提高吸波性能。</sec><sec>&nbsp; <b>结论</b> &nbsp;本文综述了SiC复合吸波材料的最新研究进展：介绍了SiC的结构、吸波机理和影响因素，并根据SiC材料维度和损耗机理对复合材料进行分类总结和分析。最后对SiC基复合吸波材料的发展前景进行了展望，这为SiC基复合吸波材料的研究提供参考。</sec>

来源：2023年第9期

《复合材料学报》期刊编辑部

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