近日，学院顾军渭教授团队在Advanced Functional Materials期刊在线发表题为《Hierarchical Heterogeneous Co-based Magnetic Absorbers for Superior Broadband High-efficiency Microwave Absorption》的研究论文。
电磁波吸收材料在数字化产业、通讯网络和特种装备隐身等快速发展的领域中发挥着关键作用。然而，如何通过精细的微观结构设计实现电磁波吸收材料电磁波吸收性能的有效提升和精准调控，仍然面临诸多挑战。本文提出一种基于同一Co前驱体，通过多重平衡/竞争反应调控Co基磁性电磁波吸收剂的相组成、形貌及微观结构的方法，实现其宽频强电磁波吸收性能的可控调节。具体地，采用乙二醇溶剂热法制备了球状（SC）、核壳球状（CS-SC）、片状（FC）和核壳片状（CS-FC）Co基磁性电磁波吸收剂。其中，CS-SC因其磁芯-介电壳结构提高的阻抗匹配特性及独特的界面效应，具有强而宽的电磁波吸收性能。当CS-SC质量分数为25 wt%时，其复合材料在2.1 mm处有效吸波带宽（EAB）高达8.3 GHz（9.7 GHz~18.0 GHz），对应最小反射损耗值（RLmin）为-51.6 dB，优于SC（2.7 GHz，-19.2 dB）、FC（1.0 GHz，-19.9 dB）和CS-FC（4.9 GHz，-33.6 dB）。此外，模拟仿真结果表明，CS-SC对宽入射角度（-90o到90o）电磁波均有极小的雷达散射截面积（RCS）（＜-20.0 dB∙m2），优于SC（-9.0 dB∙m2）、FC（-8.3 dB∙m2）和CS-FC（-6.8 dB∙m2），具有最佳的实际应用价值。本工作为溶剂热法合成磁性电磁波吸收剂的微观结构设计制备与电磁波吸收特性调制提供了新的思路。
学院2023级博士研究生韩逸旋为论文的第一作者，张雅莉、顾军渭和兵器213所韩克华研究员为论文的共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、陕西省自然科学基础研究计划重点项目、陕西省创新能力支撑计划项目、中央高校基本科研业务费专项资金、重庆市自然科学基金、国防科技重点实验室基金等基金项目的资助支持。
论文信息：
Yixuan Han, Yuren Yang, Tonghua Li, Yali Zhang*, Hua Guo, Mukun He, Kehua Han*, Hua Qiu, Junwei Gu*. Hierarchical Heterogeneous Co-based Magnetic Absorbers for Superior Broadband High-efficiency Microwave Absorption, Advanced Functional Materials, 2025, 10.1002/adfm.202525719.
论文链接：
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202525719
图文简介：
图1 Co基吸波剂的制备和结构表征。制备流程示意图（a）；SC（b）、CS-SC（c）、FC（d）、CS-FC的SEM照片（e）；SC、CS-SC、FC和CS-FC的XRD谱图（f1）、XRD精细谱图（f2）、XPS谱图（g）、晶体结构示意图（h）。
图2 Co基吸波剂的成核和熟化过程。Co成核结晶过程分析示意图及Pourbaix图（a）；不同成核条件下片状Co(OH)2（b1）、Wullf多面体Co（b2）和桑葚状Co（b3）的SEM照片；不同熟化条件下SC-1（c1）、SC-2（c2）和SC-3（c3）的SEM照片。
图3 Co基吸波剂的电磁性能。SC、CS-SC、FC和CS-FC的εʹ（a）、εʹʹ（b）、tan ε（c）、本征电导率（d）、介电损耗电导分量拟合值（e）、介电损耗极化分量拟合值（f）、μʹ（g）、μʹʹ（h）、tan μ（i），磁滞回线（j）、α谱图（k）、C0谱图（l）。
图Co基吸波剂的吸波性能。SC、CS-SC、FC和CS-FC的电磁波吸收性能二维投影图（a~d）； SC、CS-SC、FC和CS-FC的EAB（e）；SC、CS-SC、FC和CS-FC的电磁波吸收性能随厚度变化谱图（f~i）；本工作和本领域已发表工作性能对比（j）；SC、CS-SC、FC和CS-FC的RCS三维模拟值（k~n）；SC、CS-SC、FC和CS-FC的RCS随入射电磁波角度变化谱图（o）；电磁波穿过SC、CS-SC、FC和CS-FC时的能量传输特性模拟图（p~s）；应用CS-SC电磁波吸收复合材料前后的电场辐射值（t）。
图文/张雅莉、郑聪
审核/陈凯杰
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