由于具有高温稳定性和可调的电磁参数，SiC纳米纤维气凝胶被认为在电磁波（EMW）吸收领域具有广阔的应用前景。然而，其固有的低电导率和单一损耗机制严重限制了其吸收性能。本文，华侨大学马琛 副教授等等在《Carbon》期刊发表名为”Hierarchically porous and multicomponent synergistic SiC/Fe₃Si@rGO composite aerogel for electromagnetic wave absorption”的论文，研究开发了一种分级多孔、多组分协同的SiC/Fe₃Si@rGO复合气凝胶，通过SiC的介电损耗、Fe₃Si的磁损耗与rGO的导电网络的协同作用，实现了优异的电磁波吸收性能。
所得气凝胶在厚度为3.0 mm时，于8.84 GHz频率下实现了最低反射损耗（RLmin）为−46.68 dB。此外，在1.5–5.0 mm的厚度范围内，该材料在4–18 GHz的整个频率范围内均保持RL < −10 dB。机理分析表明，引入的Fe3Si相贡献了磁损耗，而石墨烯片则形成三维导电网络，增强了导电损耗和界面极化。此外，石墨烯的掺入优化并丰富了孔隙结构，从而优化了阻抗匹配并促进了电磁波的多重散射。本研究为设计轻质、高性能的电磁波吸收材料提供了一种可行的策略。
图1. Fabrication of SiC/Fe3Si@rGO CA.
图8. Schematic of the EMW attenuation mechanism in SiC/Fe3Si@rGO CA.
总而言之，我们通过将电纺丝与冰模板法相结合，成功制备了分级多孔SiC/Fe₃Si@rGO复合材料，并系统地研究了其结构特征和电磁波吸收性能。结果表明，材料内部丰富的异质界面和分级多孔结构共同增强了界面极化和偶极子弛豫。与此同时，Fe₃Si磁性相引入了包括自然共振和交换共振在内的磁损耗机制，而石墨烯的掺入进一步优化了导电网络并改善了阻抗匹配。所制备的SiC/Fe₃Si@rGO CA在3.0 mm的匹配厚度下实现了−46.68 dB的最小反射损耗（RLmin）。更重要的是，在1.5–5 mm的宽厚度范围内，该材料在整个4–18 GHz频段内均保持有效吸收（RL < −10 dB），有效覆盖C、X和Ku波段。这不仅证明了其强大的吸收能力，还表明仅需调整匹配厚度即可实现吸收带的可调性。此外，雷达截面积（RCS）仿真结果证实，该材料在宽广的入射角范围内具有优异的雷达波衰减性能。总体而言，本研究为构建轻量化、高效率电磁波吸收材料提供了合理的组件与结构设计策略。
文献：https://doi.org/10.1016/j.carbon.2026.121765
本文来自材料分析与应用，本文观点不代表石墨烯网立场，转载请联系原作者。
