供稿|黃玉煒 / HUANG Yu-wei

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根據(jù)未來人類生存的復雜環(huán)境和隱身技術“薄、輕、寬、強、熱”的發(fā)展需求，未來的吸波材料應具有更強的吸收率，兼顧更寬的電磁波頻帶，且質(zhì)量要求越來越輕。近年來，核殼型吸波材料因具有優(yōu)良的吸波性能，成為吸波材料研究的重點方向之一。核殼型吸波材料是以一個球形顆粒為核，在外表面包覆一層或多層異質(zhì)材料而形成的復合多相結構，其具有特殊的電磁結構，且能夠兼具內(nèi)核材料及外層異質(zhì)材料的物化特性，不僅能夠使多種材料電磁性能匹配互補，還能夠改善提升材料的耐高溫、耐腐蝕及抗氧化的綜合特性，從而獲得良好的吸波特性及環(huán)境適應性。

裝備再制造技術國防科技重點實驗室魏世丞研究員團隊近日在國際知名學術期刊《工程科學學報上》發(fā)表了題為“核殼結構復合吸波材料研究進展”的論文，綜述了近年來不同類型的核殼結構吸波材料的研究進展。文章在介紹電磁波材料吸波工作原理的基礎上，討論了核殼結構材料在吸波領域的優(yōu)勢。重點介紹了近年來不同類型核殼結構復合吸波材料的研究進展，主要包括鐵氧體型、磁性金屬微粉及其氧化物型、陶瓷型、導電聚合物型、碳系材料型等核殼結構復合吸波材料。同時對不同類型的核殼結構吸波材料的制備方法、組織結構和微波吸收性能進行了詳細的歸納評述。最后對核殼結構復合吸波材料的發(fā)展趨勢進行了展望，主要包括多層核殼結構、yolk-shell結構以及與其他材料結構相復合的特殊結構，為進一步研究核殼結構復合吸波材料提供參考。

隨著反隱身技術迅速發(fā)展，火力毀傷武器的迭代更新、現(xiàn)代化武器裝備的戰(zhàn)場生存能力也經(jīng)受著嚴峻的考驗。在超視距的現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，雷達探測技術是目前運用最為廣泛的方法，因此降低雷達反射回波的信號，成為武器裝備提高隱身能力的最重要的途徑。通常，隱身技術分為結構隱身和材料隱身，合理的外形結構設計可以降低武器裝備的雷達截面積(RCS)值，但是由于外形結構成本較高且容易降低裝備的綜合性能，因此在應用上存在很多局限，而材料隱身技術相對簡單，設計難度較低，所以隱身材料的研發(fā)和應用在隱身技術領域倍受人們青睞。

吸波材料能夠吸收并衰減電磁波，并將電磁波干涉相消或轉化為熱能耗散掉。一般地，吸波材料按照其損耗機制可分為電阻型損耗、介電型損耗和磁損耗型材料。目前，研究較為成熟的吸波材料有鐵氧體、金屬微粉、鈦酸鋇、碳化硅、石墨和導電纖維等。這些傳統(tǒng)吸波材料雖具有成本低、靈活性好和易加工等優(yōu)點，但是因其組分單一，往往存在阻抗匹配性能差、吸收頻帶窄、強度有限、不耐高溫、涂層厚度厚等缺陷，越來越難以滿足現(xiàn)代吸波材料所強調(diào)的“薄、輕、寬、強、熱”的需求。

針對單組分傳統(tǒng)吸波材料的不足，將不同損耗類型的材料進行復合是改善吸波性能的可行思路。另外，材料的吸波性能不僅與它的組分相關，材料結構也是影響吸波性能的重要因素。例如，介孔材料因其高的比表面積在電磁場激化作用下易產(chǎn)生極化弛豫，其性能相比于傳統(tǒng)結構的吸波材料有所提升。高溫退火后的Fe微米片，其片狀結構可以增強微觀磁性從而獲得較強的反射損耗。

核殼型吸波劑是以一個球形顆粒為核，在外表面包覆一層或多層異質(zhì)材料而形成的復合多相結構，其具有特殊的電磁結構，且能夠兼具內(nèi)核材料及外層異質(zhì)材料的物化特性，不僅能夠使多種材料電磁性能匹配互補，還能夠改善提升材料的耐高溫、耐腐蝕及抗氧化的綜合特性，從而獲得良好的吸波特性及環(huán)境適應性，因此在吸波領域具有廣闊的應用前景。(文獻來源：黃威，魏世丞，梁義，王博，黃玉煒，王玉江，徐濱士. 核殼結構復合吸波材料研究進展. 工程科學學報，2019，41(5)：547)

“裝備再制造”學術團隊介紹

徐濱士院士現(xiàn)任裝備再制造技術國防重點實驗室名譽主任。長期從事維修工程、表面工程和再制造工程研究，是我國表面工程學科和再制造工程學科和再制造工程學科的倡導者和開拓者之一。

魏世丞研究員現(xiàn)為陸軍裝甲兵學院裝備保障與再制造系主任、科技部中青年科技創(chuàng)新領軍人才、國家“萬人計劃”科技創(chuàng)新領軍人才，主要從事裝備再制造領域的教學科研工作。

目前課題組主要研究方向為：

(1) 裝備腐蝕與防護：圍繞裝備防腐、防污、耐磨、抗熱腐蝕與沖蝕需求，自主研制5類8種材料，在涂層表界面行為和防護機理方面進行了系統(tǒng)深入研究。研究成果應用于兩棲裝備、高速鐵路、工程機械等鋼結構長效治理與裝備再制造。

(2) 裝備表面吸波功能涂層研究：針對現(xiàn)有吸波涂層易老化、脫落、擦傷、劃傷、吸波性能下降的問題，設計并制備以鐵氧體與石墨烯復合材料為主的納米吸波涂層，研究材料小尺寸效應、隧道效應與電磁參數(shù)的衰減關系，探究吸波涂層協(xié)同防護機制。

(3) 基于材料基因理念的材料高通量設計與制備：基于材料基因理念，圍繞材料成分—制備工藝—微觀組織—性能評價的全流程設計路徑，采用第一性原理和分子動力學計算方法，通過高通量計算、制備和表征，揭示復雜材料組分-結構-性能的本構特征。

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黃威，魏世丞，梁義，王博，黃玉煒，王玉江，徐濱士. 核殼結構復合吸波材料研究進展. 工程科學學報，2019，41(5)：547

https：//doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.05.001