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【创新在大工】材料科学与工程学院科研团队在隐身材料领域取得新进展

2025-07-16

随着航空电子技术的迅猛发展,为提升军用武器的生存能力与战斗力,新一代隐身材料的开发亟待突破。当前,隐身材料研究主要聚焦于吸收剂与超材料结构设计两大方向。二者的协同作用对电磁防护效能至关重要,需协同推进。近期,材料科学与工程学院段玉平教授团队围绕这两个方向展开研究,取得重要进展,研究成果相继发表于材料科学领域顶级期刊《先进材料》(Advanced Materials)和国际高水平期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)。第一作者分别是团队博士生陈伟博士和硕士生李泽瑞,段玉平教授为通讯作者。

人工电磁超材料凭借其精密几何结构对电磁波的调控能力,可实现对传播路径、相位及幅z值等的精确操控,在国防安全领域具有重大战略意义。针对传统谐振型超材料面临的单元面内尺寸与电磁响应强耦合、难以小型化的瓶颈问题,段玉平教授团队提出了一种基于铁磁介质的无谐振单元超材料设计范式。通过“成分-结构二维调制策略”将反射波的振幅与相位进行解耦,实现了相位调控与单元面内尺寸的完全独立,为开发高性能、小型化电磁隐身器件提供了全新的技术路径。研究成果以“基于铁磁介质的无谐振超材料实现强制微波损耗与紧凑型隐身斗篷”(Resonator-FreeMetamaterials Based on Ferromagnetic Dielectrics for Mandatory Microwave Loss and Compact StealthCloaks)为题进行发表。

通过诱导表面波来提高超材料的电磁损耗效率和反射损耗性能

此外,高速武器装备在高温环境中的隐身要求对高温微波吸收材料提出了更高的温度适应性要求。在高温吸收剂方面,传统的单主元素合金依赖于添加高比例钴、铁等磁性金属提升居里温度,但这会导致电导率升高,引发高温下的阻抗失配和电磁波反射问题。段玉平教授研究团队通过协同策略设计高熵合金,诱导了强的d-f轨道交换相互作用,实现优异的高温磁性能和磁损耗。最新成果以“策略诱导的强交换相互作用,以增强高熵合金粉末的高温磁损耗”(Strategy-inducedstrong exchange interaction for enhancing high-temperature magnetic loss in high-entropy alloypowders)为题进行发表。

策略诱导高熵合金强交换相互作用的机制图

研究工作得到了国家自然科学基金项目和中央高校基本科研业务费的资助支持。

原文链接:

1.https://doi.org/10.1002/adma.202507366

2.https://doi.org/10.1002/adfm.202507152

来源:材料科学与工程学院
编辑:常思萌
审核:王增强

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