随着现代电子信息产业的快速发展，电磁环境日益复杂，由此带来的电磁干扰与污染问题已不容忽视。高强度、多频段电磁辐射不仅会影响电子设备的稳定运行和信息安全，还可能对人体健康造成潜在威胁。因此，开发能够同时覆盖低频、中频和高频范围、具备优异吸波性能的电磁波吸收材料，已成为材料科学和电磁防护领域的重要研究方向。
理想的吸波材料不仅需要在宽频段范围内高效耗散电磁能量，还应具备良好的阻抗匹配特性，以满足复杂应用场景下电磁兼容和辐射防护的需求。
近日，景德镇陶瓷大学曾小军教授团队通过“双稀土改性+界面工程”策略，成功构建出一种三元 SiC/Ce5Si5/Pr5Si4异质结构吸波材料。研究表明，该材料在C波段、X波段和Ku波段均展现出优异的电磁波吸收能力，实现了真正意义上的多频段高效吸波。
其中，优化后的复合材料在：
l 16.51 GHz（Ku波段）实现最低反射损耗（RL）−51.89 dB，匹配厚度仅 1.17 mm；
l 8.24 GHz（X波段）实现最低反射损耗 −64.67 dB，匹配厚度仅 2.29 mm；
l 4.30 GHz（C波段）实现最低反射损耗 −64.50 dB，匹配厚度约 4.17 mm。
通常情况下，当反射损耗低于−10 dB时即可认为材料具有有效吸波能力，而该研究获得的数值远超这一标准，显示出极强的电磁波衰减能力。此外，雷达散射截面（RCS）模拟结果进一步证明，该材料能够显著降低目标的雷达可探测性，在航空航天隐身等领域具有潜在应用价值。
制备原理
研究团队认为，其优异的多频段吸波性能主要来源于多种协同机制：
l 丰富的异质界面效应：SiC/Ce5Si4、SiC/Pr5Si4以及Ce5Si4/Pr5Si4等多重异质界面产生强烈的界面极化弛豫；
l 三维多孔网络结构：促进电磁波在材料内部发生多次反射与散射，提高能量耗散效率；
l 混合价态稀土离子：Ce3+/Ce4+和Pr3+/Pr4+共存，可增强偶极子极化损耗；
l 稀土元素4f未成对电子：引入额外磁损耗机制，进一步提升电磁波衰减能力。
这项工作为碳化硅基吸波材料的设计提供了新的思路，即通过双稀土协同调控和异质界面工程，实现轻量化、薄层化且覆盖多频段的高性能电磁波吸收，为未来航空航天隐身、电磁防护以及高频电子设备等领域的应用奠定了基础。目前该研究已于2026年5月20日发表在 Journal of Advanced Ceramics 上。
粉体圈编译
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