碳纤维增强碳基复合材料被认为是一种理想的轻质材料，具有出色的高温机械性能。然而，它们的高导电性导致隐身应用对电磁波 (EMW) 的强烈反射而不是吸收。为了应对这一挑战，通过前体衍生法制造了一种由多尺度损耗相（碳纳米管 (CNTs)、SiC 纳米线 (SiCnws) 和碳纤维 (Cf)）和阻抗匹配相（SiOC 陶瓷）制成的新型碳基复合材料。制备的 SiCnws/CNTs/Cf-C/SiOC (SCC-CS) 复合材料在厚度为 1.9 mm 时表现出 2.4 GHz 的有效吸收 (EAB) 和 X 波段的最小反射损耗 (RLmin) 为 −58.44 dB（99% 吸收）。复合材料的 EMW 吸收归因于复合材料中的多导电相和 SiOC 引起的多种损耗机制和与自由空间的良好阻抗匹配。此外，制备的复合材料还具有隔热性能，并能有效实现雷达截面（RCS）减缩，是一种很有前途的结构与功能一体化航空航天复合材料。
 
图 1. SiCnws/CNTs/Cf-C/SiOC 复合材料的制备过程图。
 
图2 不同呋喃树脂、SiOC、SiCnws/CNTs/CFs@SiOC含量的SCC-CS复合材料的XRD谱图（a、b） 不同呋喃树脂、SiOC、SiCnws/CNTs/CFs@SiOC含量的样品的拉曼谱图（c、d）。
 
图 3. SCC-CS 复合材料的表面形貌（a–c）。SCC-CS 复合材料的高倍放大图像（d）以及相应的 C、Si 和 O 元素分布（e–g）。SCC-CS 复合材料的 TEM 图像（h–m）。插图为相应的 SAED 图像和放大图。
 
图 4. 样品 SCC-CS-1 (a, b)、SCC-CS-2(d, e)、SCC-CS-3(g, h) 和 SCC-CS-4(j, k) 在不同频率和厚度下计算出的理论 RL 值和相应投影图的 3D 图。样品特定厚度的 RL 值与频率的关系 (c) SCC-CS-1、(f) SCC-CS-2、(i) SCC-CS-3 和 SCC-CS-4 (l)。
 
 
图 5. 样品 SCC-CS-5 (a, b)、SCC-CS-6 (d, e)、SCC-CS-7 (g, h) 和 SCC-CS-8 (j, k) 在不同频率和厚度下计算出的理论 RL 值和相应投影图的 3D 图。样品特定厚度的 RL 值与频率的关系 (c) SCC-CS-5、(f) SCC-CS-6、(i) SCC-CS-7 和 SCC-CS-8 (l)。
 
 
图 6. SCC-CS 复合材料的 ε′ (a)、ε′′ (b) 和 tan δ (c) 值随频率的变化。实部和虚部介电常数之间的关系 (d、e)。直流电导率 (f)。反射损耗 (g)、衰减常数 (h) 和阻抗匹配特性 Z (i) 的比较。
 
相关科研成果由西北工业大学Hejun Li等人于2024年发表在Journal of Materiomics（https://doi.org/10.1016/j.jmat.2024.04.010）上。原文：SiCnws/CNTs/Cf-C/SiOC composites with multi-scale lossy phases for simultaneous electromagnetic wave absorption and thermal insulation
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jmat.2024.04.010