梯度设计双响应协同蜂窝结构：实现S/C波段强宽带微波吸收的创新研究

针对传统蜂窝吸波材料在S/C波段吸收弱、厚度大的瓶颈，研究团队通过构建双响应协同梯度蜂窝夹层结构（GHSS），结合低频高吸收层与高频低反射匹配层，实现2-18 GHz宽带强吸收（平均反射损耗-18.8 dB），S/C波段平均吸收达-18.0 dB。该研究为轻量化薄型宽带吸波材料设计提供新思路。

　　

随着电磁探测技术的飞速发展，隐身材料面临更严苛的挑战。传统吸波材料在S波段（2-4 GHz）和C波段（4-6 GHz）表现疲软，往往需要增加厚度或添加磁性材料，导致重量激增。蜂窝吸波材料（HMA）虽具轻量化优势，但低频吸收性能与厚度矛盾始终未解。如何突破“薄、轻、宽、强”的技术壁垒，成为当前研究的核心痛点。

大连理工大学的研究团队在《Materials Today Physics》发表创新成果，提出双响应协同梯度蜂窝夹层结构（GHSS）。通过构建低频高吸收层与高频低反射匹配层的协同体系，结合玻璃纤维板表面修饰和浸渍工艺调控，实现2-18 GHz全频段强吸收（平均反射损耗-18.8 dB），S/C波段平均吸收达-18.0 dB，厚度较传统方案降低50%以上。

关键技术包括：1）基于碳黑(CB)/酚醛树脂(PR)体系的浸渍工艺调控；2）真实对称模型电磁参数仿真；3）玻璃纤维匹配层阻抗优化；4）梯度蜂窝结构的多层设计。

【材料与试剂】
采用碳黑(CB)为吸波剂、芳纶蜂窝为基体，通过调控CB含量（10-20 wt%）和浸渍次数（1-3次）构建不同电磁特性的吸波涂层。

【形貌与微观结构】
SEM显示浸渍3次的HS20-3样品涂层厚度均匀（80 μm），CB颗粒在PR基质中分散良好，芳纶纤维形成三维网络结构，为多重散射提供物理基础。

【结论】
研究通过双响应协同机制突破低频吸收瓶颈：1）梯度设计改善蜂窝-空气界面阻抗匹配；2）高频匹配层（玻璃纤维）将S波段反射率降低60%；3）低频吸收层（高CB含量）通过介电损耗增强能量转化。GHSS在2-18 GHz实现平均吸收率98.3%，重量较传统磁性吸波材料减轻40%，为隐身飞行器设计提供新材料范式。

该研究首次揭示浸渍次数与CB含量对低频吸收的定量关系，提出的“高频反射调控+低频损耗增强”双通路协同策略，为宽带吸波材料设计开辟新方向。国家自然科学基金（52071053等）资助的这项成果，已展现显著的军事应用前景。