本报讯 (闫婧 记者 叶伟) 西安工业大学材料与化工学院研究团队在电磁波吸收材料领域取得重要研究进展。近日,该研究成果以《三聚氰胺辅助MOFs拓扑定向转化为针状α-MoC/β-Mo2C用于高性能电磁波吸收与耐腐蚀性研究》为题,发表于物理化学领域重要期刊《物理化学学报》。
电子信息技术与雷达探测技术的快速发展,加剧了电磁波污染问题,也推动装备隐身应用需求持续增长,由此,宽带、轻质且耐腐蚀的电磁波吸收材料成为材料科学领域的研究热点。碳化钼虽具有高导电性、化学稳定性及耐腐蚀特性,但单相碳化钼普遍存在阻抗匹配不佳和介电损耗可调性受限的问题,制约其吸波性能进一步提升。针对这一瓶颈,西安工业大学材料与化工学院研究团队提出了一种三聚氰胺辅助的金属有机框架(MOFs)拓扑转化策略,以ZIF-8为模板,通过阴离子交换引入钼原子获得双金属MOF前驱体,再以三聚氰胺作为额外碳/氮源和结构导向剂,通过系统优化前驱体与三聚氰胺质量比(1∶1)及热解温度(700°C),成功制备出具有独特针状三维导电网络的α-MoC/β-Mo2C双相异质结复合材料。
研究结果表明,三聚氰胺在热解过程中释放的气体诱导前驱体发生原位形貌重构,显著提升了材料的比表面积和孔隙结构,同时促进碳化钼从η-MoC向α-MoC的相转变,最终形成双相共存的异质结构。在仅30wt%的低填料负载和2.025mm匹配厚度下,该材料实现了-63.61dB的最小反射损耗,在1-4mm厚度范围内的总有效吸收带宽达12.61 GHz(覆盖5.39-18GHz),几乎囊括C、X、Ku波段,展现出卓越的宽频电磁波吸收性能。此外,电化学测试表明,该材料在氯化钠溶液中表现出优异的耐腐蚀性,为其在海洋大气等复杂环境中的实际应用提供了可能。
西安工业大学材料与化工学院研究团队相关负责人表示,该研究首次阐明了双相碳化钼异质结构的形成机制及其对电磁参数与吸波性能的影响规律。这不仅为双相碳化钼的形貌与相结构协同调控提供了新思路,也为开发轻质、宽频、多功能电磁波吸收材料奠定了理论与实验基础。未来有望推广至其他过渡金属碳化物体系,并进一步探索其在智能隐身、可穿戴防护等领域的应用。

