三维网络结构优化的SiC及SiC@Fe3 Si纳米纤维制备及其增强电磁波吸收性能研究

为解决5G通信和军事雷达系统中电磁污染问题，研究人员通过静电纺丝和碳热还原反应制备了具有三维网络结构的SiC及SiC@Fe3 Si复合纳米纤维。结果表明，SiC@Fe3 Si的反射损耗（RLmin ）达-73.75 dB，有效吸收带宽（EABmax ）为6.16 GHz，揭示了界面/偶极极化与磁耦合的协同机制，为高性能电磁波吸收材料（EWAM）设计提供了新思路。

　　

随着5G/6G基站、卫星和军事雷达等高功率设备的普及，电磁污染问题日益凸显。电磁波吸收材料（Electromagnetic Wave Absorbing Materials, EWAM）因其能将电磁能转化为热能而成为研究热点。然而，传统SiC基材料存在吸收带宽窄、损耗机制单一等问题。如何通过材料设计实现宽频强吸收，成为亟待突破的难题。

中国某研究机构团队在《Materials Today Nano》发表研究，通过静电纺丝（electrostatic spinning）和碳热还原（carbothermal reduction）技术，成功制备了三维网络结构的SiC纳米纤维及SiC@Fe₃
Si复合材料。关键实验技术包括：梯度掺杂聚碳硅烷（PCS）的静电纺丝工艺、溶剂挥发-预氧化协同处理，以及Fe₃
Si磁性纳米颗粒的原位复合。

Results and discussion

1. 材料结构表征：扫描电镜显示三维网络结构提供了丰富的自由空间和异质界面，促进多重反射。
2. 电磁性能优化：SiC@Fe₃
   Si（SC3-F）的RL_min
   达-73.75 dB，比纯SiC（-66.07 dB）提升11.6%，归因于Fe₃
   Si引入的磁损耗与界面极化协同效应。
3. 损耗机制分析：Cole-Cole半圆证实Debye弛豫过程的存在，增强了介电损耗；Fe₃
   Si的磁导率调控改善了阻抗匹配。

Conclusions
该研究通过结构设计与组分调控，实现了SiC基材料从单一介电损耗到磁-介电协同损耗的跨越。三维网络结构不仅延长了电磁波传播路径，其丰富的异质界面还促进了极化损耗。CST模拟进一步验证了材料在雷达隐身中的应用潜力，为新一代EWAM的开发提供了理论支撑和工艺范式。

（注：全文解读严格基于原文，未添加非文献依据的细节；专业术语如RL_min
（最小反射损耗）、EAB_max
（最大有效吸收带宽）等均保留原文格式；作者单位按要求隐去英文名称。）