石墨烯粉体电磁波吸收技术

电磁功能材料在解决现代民用等领域的电磁波污染方面发挥着越来越重要的作用，尤其是吸波材料，即将电磁波转换为其他形式的能量（如机械能、电能和热能）而消耗掉的材料。传统的吸波材料（如铁氧体等磁性材料）主要注重对电磁波的强衰减，而忽略了材料本身的厚度和密度等问题，导致其无法适应下一代电磁波吸收材料具有薄、轻、宽、强的发展要求。石墨烯基材料因其优异的结构和衰减能力较强，在电磁波吸收方面具有广阔的应用前景。然而，单组分石墨烯吸收剂仍存在微波吸收能力差，衰减机制单一和阻抗失配等问题，无法满足高精密器件的需求。

为解决上述问题，我们采用独创的催化裂解法开发出立体结构石墨烯粉体新材料。三维立体蜂窝状结构解决了二维石墨烯中石墨烯片层团聚、高导电性和阻抗失配等问题，有利于提高微波吸收性能。此外，具有多种杂化组分的石墨烯丰富了表面电荷分布，增强极化弛豫损耗，同时引入磁性因子，增强磁损耗，实现电磁协同损耗效应，极大地增强了石墨烯多频段响应，拓宽吸收频宽和损耗能力。

采用独创的催化裂解技术制备出三维立体蜂窝状石墨烯吸波粉体，具有独特的三维立体结构，有利于电磁波发生多重反射损耗，解决了二维石墨烯片层团聚和磁性颗粒团聚的现象。此外，具有多重杂化组分的石墨烯丰富了表面电荷分布，增强极化弛豫损耗，同时引入磁性因子，增强磁损耗，实现电磁协同损耗效应。

催化裂解制备的石墨烯吸波粉体负载量仅8%，厚度d= 1.6mm时，电磁波反射损耗值RL_min= -50.3dB（电磁波吸收> 99.9%），有效吸收频宽EAB= 4.7GHz（如图2 所示）。具有优异的阻抗匹配使电磁波尽可能被吸收，介电损耗和磁损耗对入射电磁波协同作用衰减电磁波。由于吸波材料在装备隐身和民用重要作用，该技术所研发的石墨烯粉体基电磁吸波材料，为发展下一代具有薄、轻、宽、强的吸收材料提供了可量产的技术方案，具有广泛的应用前景。