Avec le développement rapide des technologies de l’information électronique, les matériaux absorbant les ondes électromagnétiques jouent un rôle crucial dans les applications militaires telles que les dispositifs de protection électromagnétique et de furtivité, ainsi que dans l’industrie de la défense.
Cependant, étant donné que les matériaux d’absorption électromagnétique actuels, que ce soit à des fins militaires furtives ou à des fins électroniques civiles, sont souvent appliqués à l’extérieur, des facteurs incontrôlables tels que la situation géographique et les conditions météorologiques ont un impact négatif sur la stabilité des réponses électromagnétiques. L’exploration de matériaux d’absorption électromagnétique combinant d’excellentes performances d’absorption des micro-ondes et une stabilité environnementale est donc cruciale pour les applications pratiques.
De nombreuses études ont montré que le carbone et le carbure de silicium démontrent des performances d’absorption des vagues stables dans certains environnements extrêmes. Cependant, les deux matériaux présentent des défauts importants en termes d’intensité d’absorption et de bande passante.
Bien qu’une certaine amélioration des performances d’absorption des micro-ondes par rapport aux matériaux monocomposants puisse être obtenue grâce à de simples composites, ils ne parviennent toujours pas à répondre à la demande actuelle de matériaux d’absorption hautes performances. Par conséquent, le développement en profondeur de composites carbone/carbure de silicium pour la protection électromagnétique revêt une grande importance.
Pour résoudre ce problème, l’équipe dirigée par Yun-Chen Du du Harbin Institute of Technology a construit des microsphères composites avec une structure noyau-coquille utilisant respectivement des microsphères de résine phénolique et de la silice comme couches centrale et coquille. Au cours du processus de pyrolyse à haute température, la formation spontanée d’une structure creuse s’est produite en raison de réactions d’interface, ce qui non seulement facilite les exigences de légèreté, mais améliore également considérablement la capacité d’atténuation des ondes électromagnétiques incidentes.
Le papier est publié dans la revue Lettres Nano-Micro.
En contrôlant l’épaisseur de la couche de silice, l’équipe de Du a réussi à réguler la composition des microsphères composites creuses en carbure de silicium/carbone (SiC/C), contrôlant ainsi les propriétés électromagnétiques du matériau composite. Les résultats de recherche de l’équipe de Du démontrent que, sous l’effet synergique de la composition et de la structure, les matériaux composites SiC/C présentent des performances d’absorption des ondes exceptionnelles, avec la perte de réflexion la plus forte et la bande passante d’absorption effective la plus large atteignant respectivement -60,8 dB et 5,1 GHz. Ces résultats dépassent ceux de la plupart des matériaux composites SiC/C précédemment rapportés.
En outre, Du a également confirmé grâce aux données de simulation de section efficace radar les excellentes performances de furtivité radar des matériaux composites SiC/C. Le traitement du matériau composite avec différentes températures et environnements acides ou alcalins n’a pas entraîné de changements significatifs dans ses performances d’absorption des vagues.
Les valeurs effectives de bande passante d’absorption et d’intensité de perte par réflexion sont restées stables après le traitement, indiquant les perspectives d’application pratique prometteuses des microsphères creuses de SiC/C dans divers environnements naturels difficiles.
Plus d’information:
Lixue Gai et al, Ingénierie compositionnelle et creuse des microsphères de carbure de silicium/carbone en tant que matériaux absorbant les micro-ondes à haute performance avec une bonne tolérance environnementale, Lettres Nano-Micro (2024). DOI : 10.1007/s40820-024-01369-6
Fourni par le Centre de revues de l’Université Jiao Tong de Shanghai