近日，我院2020级硕士研究生刘杰以第一作者身份在国际期刊《Journal of Alloys and Compounds》上发表题名为“Novel SiBCN composite fibers with broadband and strong electromagnetic wave absorption performance”的学术论文。我校为第一署名单位，郭学老师与李蛟老师为论文的共同通讯作者。

近年来，电磁设备的广泛使用带来了电磁污染这一棘手问题。由静电纺丝技术所制备的直径小、密度小、比表面积大以及柔韧性好的一维纳米纤维材料是一种极具潜力的吸波材料。聚合物转化陶瓷(PDCs)是近年来陶瓷研究的热点，聚合物前驱体在高温处理后可转化为陶瓷材料，具有优异的热稳定性、纳米多相性等特点。将PDCs与静电纺丝技术相结合制备SiBCN纳米纤维作为吸波材料拥有优异的吸波能力。

图1 SiBCN纤维制备流程图

本研究将PDCs与静电纺丝技术相结合，以SiBCN作为前驱体制备出一维网状结构的SiBCN纤维吸波材料，经热解后SiBCN内部的纳米相颗粒Si, N, B从内部析出，并且形成SiC和Si₃N₄等第二相，增加异质界面；N可以部分取代基体中的C，提高材料的介电损耗能力，B可以促进无定形碳向结晶碳转变，改变基体内部的电子分布，改善碳材料的导电性和介电性，增加偶极子极化；而且纳米纤维的网状结构可以构成材料内部的导电网络，增加介电损耗。因此，多方面的协同作用实现了SiBCN纳米纤维的优异吸波能力。研究结果表明在SiBCN纤维在厚度为2.35 mm处反射损耗最低值（RL_min）为−54.91 dB，其有效吸收频带（EAB，RL≦−10dB）在1.75 mm约为4.72 GHz（13.28-18 GHz）。此结论充分证明了SiBCN纤维在吸波领域具有广阔的应用前景。

图2 SiBCN-1300样品的SEM以及对应区域的EDS图像, (a)-(d) TEM图像

图3 SiBCN-1300样品的部分性能图 (a) 介电实部, (b) 介电虚部, (c)介质损耗因子, (d) 反射损耗, (e) 带有具体性能参数的反射损耗, (f) 干涉损耗

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S092583882201581X?via%3Dihub