石墨烯SiBCN夹层吸波复合材料的开发

1背景介绍电磁隐身技术，作为一门新兴科学，涉及材料、工艺、电磁等多学科领域 ，其应用从武器装备，到飞行器隐身，再到军用通信设备抗干扰，已成为未来战争取胜的核心保障。高温吸波材料，作为隐身技术的核心，在航空领域有着重要应用，成为各军事大国研究的重中之重。由于居里温度的限制，目前主要的高温吸波材料主要是电损耗型的吸波机理，与常温吸波材料相比，高温吸波材料的吸收频带短，低频吸波效果差。除此之外电磁波辐射对环境的影响日益增大。在机场，飞机航班因电磁波干扰无法起飞而误点；在医院，移动电话常会干扰各种电子诊疗仪器的正常工作。因此，治理电磁污染，寻找一种能抵挡并削弱电磁波辐射的材料——吸波材料，已成为材料科学的一大课题。因此，研发具有厚度薄、质量轻、频带宽、吸收强的高温吸波产品成为未来相关研究领域的重要方向。2团队介绍队伍组成 ：小组成员：张振闯，陶绘文，周昱昭指导老师：叶昉 副教授成员分工 ：张振闯：项目负责人，主要负责项目计划的制定，项目进度的把控并协调组员之间的工作。陶绘文：主要负责将产品推向市场、市场调研。周昱昭：主要负责技术的开发并将技术产品化。叶昉老师：提供指导和帮助。成员信息 ：张振闯、陶绘文、周昱昭均为西北工业大学材料学院 04021402班的学生，参加过参与过 SiC、 Si-B-C-N陶瓷的 CVD制备及纳米强韧研究。叶昉副教授是材料学院超高温结构复合材料国家级实验室成员，并参与了两个国家自然科学基金重点项目：高温吸波 /结构型陶瓷基复合材料的协同设计 /制备基础， 51332004， 300万元， 20141-201812；参与国家自然科学基金面

上项目： Si-B-C-N陶瓷的化学气相沉积机制与电磁波吸收性能调控 ，51472201 ,83万元， 20151-201812。3项目介绍本项目计划研发一款产品并将其投入市场，目前该产品还处于研发阶段，预计产品为石墨烯 /Si-B-C-N复合材料吸波片。可以用于高温下工作的电子产品的电磁防护以及飞机的隐身技术。本项目以经典的电磁吸波结构模型为指导，通过对石墨烯、 Si-B-C-N陶瓷的介电特性分析，结合两者的成型工艺，设计出石墨烯 /Si-B-C-N吸波复合材料的夹层结构形式。根据电磁吸波夹层结构设计对构成组元结构性能的要求，结合超高温复合材料实验室对 Si-B-C-N陶瓷和石墨烯结构性能调控研究基础，调节 Si-B-C-N陶瓷、石墨烯的结构和介电性能，调控 CVD制备参数，制备具备吸波能力的石墨烯 /Si-B-C-N夹层材料。采用波导法研究石墨烯 /Si-B-C-N夹层复合材料的介电性能和电磁吸波性能，分析复合材料的吸波机制、探索吸波性能优化途径。并对优化之后的材料进行产品化，将其制备成吸波片。本项目首次选用由石墨烯和 Si-B-C-N组成的材料体系，通过结构设计、制备与性能调整，实现石墨烯 /Si-B-C-N夹层复合材料吸波性能的优化，制备性能优良的耐高温吸波材片。经对国内外相关领域资料检索未发现类似研究思路和产品，因此，本项目具有明显的创新性。在导师指导下已开展了石墨烯和 Si-B-C-N的制备和结构研究。在石墨烯制备方面，实现了石墨烯在陶瓷基底上的直接生长在 Si-B-C-N陶瓷制备方面，采用 CH3 SiCl3 -NH3 -BCl3 -H2体系制备了非晶和纳米晶混合的 Si-B-C-N陶瓷。同时 ，研究了它们的介电特性，结果表明， Si-B-C-N陶瓷具备电磁透波特性，可作为阻抗匹配材料。4项目创新点（ 1 ） 提出以 Si-B-C-N 陶瓷为阻抗匹配材料，石墨烯为吸波介质，设计制备吸波夹层复合材料，在材料结构和研究内容上具备创新性。（ 2 ） 研究面向航空发动机高温结构 / 吸波一体化材料的需求，通过主动调控手段实现材料的吸波性能，研究方向具有鲜明特色。（ 3 ） 充分利用互联网便捷的优点，在产品销售与产品服务时具有更高的效