科学网—盐城工学院/桂林电子科技大学/南昌航空大学：超薄DyFe-MOFs衍生物吸波剂的电磁协同优化-清华大学出版社学术期刊的博文
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2025-9-12 14:58
| 个人分类: JAC | 系统分类: 论文交流
原文出自 Journal of Advanced Ceramics ( 先进陶瓷 ) 期刊
Cite this article:
Wang X, Luo J, Mao S, et al. Electromagnetic collaborative optimization of DyFe-MOFs derivatives for ultra-thin electromagnetic wave absorption. Journal of Advanced Ceramics , 2025, https://doi.org/10.26599/JAC.2025.9221163
文章 DOI ： 10.26599/JAC.2025.9221163
ResearchGate ： Electromagnetic collaborative optimization of DyFe-MOFs derivatives for ultra-thin electromagnetic wave absorption
1 、研究背景
5G 通信时代的到来推动了无线通信设备、智能终端和精密电子仪器的飞速发展，彻底改变了现代互联生活方式。然而，技术的进步也带来了日益严重的电磁波污染问题，对人类健康、生态环境以及军事和国防信息安全产生不利影响。因此，开发高效、稳定的电磁吸收材料成为迫切需求。传统碳基材料虽具有制备简单、导电性优异、密度低、比表面积大等优点，但单一材料往往因电导率过高而导致电磁波反射增加，难以满足高性能电磁波吸收材料的要求。近年来，将磁性材料与介电材料相结合，通过调整材料的阻抗匹配特性和衰减能力，已成为提升吸波性能的重要策略。
2 、研究目的
为实现在保持材料薄厚度的同时，兼具更强的反射损耗与更宽的吸收带宽性能。
3 、研究方法
本研究采用溶剂热和高温碳化技术，通过改变 Dy 3+ 和 Fe 3+ 摩尔比，优化了材料的介电和磁性能，为电磁波吸收材料的发展提供了新思路。
4 、主要结论
本研究以金属有机框架（ MOFs ）为前驱体，通过溶剂热法和高温碳化法合成了 Dy 2 O 3 /Fe 3 C/N 掺杂碳（ DFC ）复合材料。通过系统调整 Dy 3+ /Fe 3+ 的摩尔比，协同优化了材料的介电和磁性能。 DFC 的最小反射损耗（ RL min ）值在厚度仅为 1.76 mm 时达到 -56.08 dB ，有效吸收带宽（ EAB ）值高达 5.12 GHz （ 12.56-17.68 GHz ）。优异的电磁波吸收性能源于优化的阻抗匹配、多重散射和反射、介电损耗和磁损耗。此外， Dy 3+ 独特的高配位特性在 MOFs 框架内产生了很强的协同作用，在碳化过程中产生了丰富的非均质界面，促进了界面极化。同时， Dy 3+ 的低电负性促进了电子向 Fe 3+ 位点的高效转移，在维持优化阻抗匹配的同时显著增强介电损耗。引入 Dy³⁺ 与 Fe³⁺ 是实现磁损耗与介电损耗协同的关键策略： Dy³⁺ 有效增强了材料的介电性能，而 Fe³⁺ 则提高了其磁性能。二者结合优化了材料与自由空间之间的阻抗匹配，减少了电磁波在材料表面的反射，促进了吸收。所制备的复合材料同时结合了 Dy 2 O 3 的介电损耗、 Fe 3 C 的磁损耗以及氮掺杂碳（ NC ）的导电损耗。这种多机制协同作用使复合材料实现了宽频高效吸收。 NC 作为介电材料不仅贡献导电损耗，还有助于改善阻抗匹配，进一步减少电磁波反射，提高吸收效率。雷达截面（ RCS ）模拟进一步表明，在 0° 的探测角度下，与完美导电层相比， DFC 的最大 RCS 值降低了 17.96 dB m 2 ，进一步证实了实际应用价值。因此，本研究为设计兼具薄厚度、宽频带与强衰减特性的电磁波吸收材料提供了重要参考。
5 、作者及研究团队简介
汪小莉（第一作者） ，盐城工学院材料科学与工程学院硕士研究生，研究方向为电磁波吸收材料。
罗驹华（通讯作者） ，教授，博导，盐城工学院材料科学与工程学院院长。一直从事电磁波吸收材料领域的研究工作。主持国家自然科学基金项目、江苏省科技厅项目、江苏省教育厅重大基础研究项目等项目多项。以第一作者或通讯作者发表高水平论文 130 余篇。
成丽春（通讯作者） ，副教授，硕导，桂林电子科技大学材料科学与工程学院教师。一直从事电磁波吸收材料领域的研究工作。主持广西科技厅项目、广西教育厅基础研究项目等项目多项。以第一作者或通讯作者发表高水平论文 40 余篇。
谢宇（通讯作者） ，教授，博导，南昌航空大学环境与化学工程学院教师。主要从事环境能源材料化学领域的研究工作。主持国家自然科学基金委、江西省科技厅等项目多项。以第一作者或通讯作者发表高水平论文 300 余篇。
《先进陶瓷（英文）》（ Journal of Advanced Ceramics ） 期刊简介
《先进陶瓷（英文）》于 2012 年创刊，清华大学主办，清华大学出版社出版， 清华大学新型陶瓷材料全国重点实验室 提供学术支持，创刊主编为中国工程院院士、清华大学李龙土教授，主编为清华大学林元华教授、郑州大学周延春教授和广东工业大学林华泰教授。该刊主要发表先进陶瓷领域的高质量原创性研究和综述类学术论文，涉及先进陶瓷的制备、结构表征、性能评价的各个细节，尤其侧重新材料研制和先进陶瓷基础科学研究等重要方面，致力于在世界先进陶瓷领域搭建学术交流平台，引领和促进先进陶瓷学科的发展。已被 SCIE 、 Ei Compendex 、 Scopus 、 DOAJ 、 CSCD 等数据库收录。现为月刊， 2024 年发文量为 174 篇； 2025 年 6 月发布的影响因子为 16.6 ，连续 5 年位列 Web of Science 核心合集“材料科学，陶瓷”学科 33 种同类期刊第 1 名； 2024 年 11 月入选“中国科技期刊卓越行动计划二期”英文领军期刊项目； 2025 年入选中国科学院文献情报中心期刊分区表材料科学 1 区 Top 期刊。 2023 年起，本刊结束与国际出版商的合作，改由清华大学出版社自主研发、拥有自主知识产权的科技期刊国际化数字出版平台 SciOpen 独家发布，标志着该刊结束多年来“借船出海”的办刊模式，回归本土独立运营，也是我国优质英文期刊中最早回归国产平台的期刊之一。
期刊主页： https://www.sciopen.com/journal/2226-4108
投稿地址： https://mc03.manuscriptcentral.com/jacer
期刊 ResearchGate 主页： https://www.researchgate.net/journal/Journal-of-Advanced-Ceramics-2227-8508
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