摘要

吸波材料（Absorbing Materials, AMs）是用于吸收電磁波能量并將其轉(zhuǎn)化為熱能的一類材料，廣泛應(yīng)用于雷達隱身技術(shù)、電磁干擾（EMI）抑制等領(lǐng)域。隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，對高頻段電磁波的吸收能力提出了更高要求。本文通過研究石墨基吸波材料在高頻段（GHz級別）下的吸波性能，并探討如何通過調(diào)整材料結(jié)構(gòu)與成分來提高吸波效率。

吸波材料的設(shè)計目標是在特定頻率范圍內(nèi)更大限度地減少反射，實現(xiàn)電磁波的有效吸收。石墨作為一種具有良好導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性的碳質(zhì)材料，在吸波領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用價值。然而，傳統(tǒng)石墨材料在高頻段的吸波效率有限，需要通過改進來滿足現(xiàn)代通訊系統(tǒng)的需求。

實驗材料與方法

本研究使用的石墨吸波材料樣品由先進院（深圳）科技有限公司提供。樣品采用石墨粉作為基礎(chǔ)材料，通過摻雜其他功能性添加劑如鐵氧體粉末、碳納米管等，制備出不同配方的復(fù)合材料。所有樣品均被壓制為相同厚度的片狀，并在微波暗室內(nèi)進行吸波性能測試。

吸波效率的影響因素分析

摻雜成分對吸波性能的影響

實驗發(fā)現(xiàn)，通過向石墨粉中添加適量的鐵氧體粉末（Fe3O4），可以在一定程度上增強材料的磁損耗能力，從而改善其在高頻段的吸波效果。當Fe3O4含量達到10%時，樣品在9GHz處的反射損耗達到了-25dB，相比純石墨樣品提高了約10dB。

材料結(jié)構(gòu)對吸波性能的影響

此外，引入碳納米管（CNTs）不僅增加了材料的介電損耗，還改善了石墨網(wǎng)絡(luò)的互連性，使得復(fù)合材料在10GHz時的反射損耗降低至-30dB左右，比純石墨材料提高了約15dB。

數(shù)據(jù)對比

通過調(diào)整石墨吸波材料的配方，觀察到其吸波性能有顯著提升。具體來說，當Fe3O4和CNTs的含量分別為10%和5%時，樣品在高頻段（9-10GHz）的反射損耗值達到了更優(yōu)水平。這一結(jié)果表明，適當增加磁性材料和導(dǎo)電纖維的比例可以有效提高石墨基吸波材料的吸波效率。

討論

本研究表明，通過合理設(shè)計石墨吸波材料的組成和結(jié)構(gòu)，能夠在高頻段顯著提高其吸波效率。未來的研究方向可能包括進一步優(yōu)化材料配比、探索新型功能性添加劑以及開發(fā)適用于更寬頻率范圍的吸波材料。

結(jié)論

石墨吸波材料在高頻段下的吸波效率可以通過調(diào)整材料成分和結(jié)構(gòu)得以提升。鐵氧體粉末和碳納米管的加入有助于增強材料的磁損耗和介電損耗能力，進而改善其吸波性能。這些發(fā)現(xiàn)為開發(fā)適用于高頻通信系統(tǒng)的高效吸波材料提供了理論支持和技術(shù)指導(dǎo)。