近日，我院研究生邵程帅以第一作者身份在国际期刊学术期刊《CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL》上发表题名为“Grain boundary capacitance effect in Iron-based magnetic composites for superior C-band microwave absorption”的学术论文。山东理工大学为第一署名单位，温广武教授、丁春艳副教授和哈尔滨工业大学黄小萧教授为论文的共同通讯作者。

【文章简介】

5G和其他电子设备通过携带信息和能量的电磁波传输数据。5G通信技术即将成为人们生产生活中不可或缺的工具。其中，C波段被广泛认为是商用5G的首选频谱范围。过高的电磁能量可能会对电子设备造成干扰和损坏，并对人类健康构成潜在威胁。磁性材料在C波段的吸收带宽因其过高的磁响应而受到极大的限制。因此，开发在C波段具有优异吸收性能的吸波材料迫在眉睫。

该工作设计制备了一种新颖的、具有优异电磁波吸收性能的大角度晶界(120°)铁基磁性复合材料，用于C波段的宽频吸收。采用糊化淀粉辅助分离成核和固相烧结的方法制备了大角度晶界(120°)铁基磁性复合材料，制备工艺和化学组成如图1a所示。图1b描绘了大角度晶界产生晶界电容效应的机理示意图。大角度晶界上的原子排列非常混乱，存在许多缺陷，如空位、位错和键扭曲。在这些缺陷位置处的电荷运动受到阻碍。晶界的形成阻碍了电荷转移，在缺陷位置发生了电荷散射。晶界处形成了晶界电容层，有效地提高了其介电参数进而调制介电常数和磁导率的平衡。因此，具有大角度晶界结构的铁基磁性复合材料的有效吸收带宽覆盖了整个C波段(4-8 GHz)。通过晶界电容效应实现的阻抗匹配和自然共振是FFC-B在C波段实现如此宽的EAB的关键。本工作探索了晶界电容效应在调节铁基磁性材料介电参数中的重要作用，为铁基磁性材料的低频宽EAB电磁性能提供了一种可行的晶界工程策略。

图1. (a) 具有大角度晶界的铁基复合材料的合成示意图。(b) 大角度晶界产生的晶界电容效应的机制示意图。

第一作者：邵程帅

通讯作者：温广武教授，丁春艳副教授，黄小萧教授

文章题目：Grain boundary capacitance effect in Iron-based magnetic composites for superior C-band microwave absorption.

文章信息：Chemical Engineering Journal 2023, 466, 143162.

文章连接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.143162