マイクロ波吸収のための高性能バイナリ誘電システムとしてのコアシェルbatio3@カーボンマイクロスフェアのスペース構成合成

バイナリ誘電体複合材料は、マイクロ波吸収の分野での従来の磁気材料の一種の有望な候補と見なされます。ここでは、スペースに構成された戦略を通じて、Core-Shell Batio3@カーボンミクロスフェアの成功した製造を実証します。BATIO3@カーボンミクロスフェアの電磁特性は、カーボンシェルの相対的な含有量を操作することで簡単に調整できます。これらの複合材料の誘電損失は、主に導電率の喪失、双極子方向偏光、界面偏光の恩恵を受けていることが確認されており、コアシェル構成は界面偏光の補強に肯定的な寄与を示しています。カーボンシェルの含有量が最適化されると、取得されていない複合材料は、適切な減衰とよく一致したインピーダンスにより、優れたマイクロ波吸収性能を表示します。最も強い反射損失は、吸収体の厚さが3.0 mmで、6.9 GHzで最大-88.5 dBに達し、厚さが2.0 mmで指定されている場合、-10.0 dB未満の適格帯域幅は9.0-12.0 GHzをカバーします。Xバンドのこのようなパフォーマンスは、最も典型的なバイナリ誘電システムのパフォーマンスよりも優れています。さらに重要なことは、これらのbatio3@カーボンミクロスフェアは、高温および酸性条件下で長い間治療された後、良好な性能を維持し、実用的な応用の有望な見通しを示しています。これらの結果は、高性能マイクロ波吸収材として多成分誘電体システムの開発に役立つ可能性があると考えられています。

Binary dielectric composites are viewed as a kind of promising candidate for conventional magnetic materials in the field of microwave absorption. Herein, we demonstrate the successful fabrication of core-shell BaTiO3@carbon microspheres through a space-confined strategy. The electromagnetic properties of BaTiO3@carbon microspheres can be easily tailored by manipulating the relative content of carbon shells. It is confirmed that dielectric loss of these composites mainly benefits from conductivity loss, dipole orientation polarization, and interfacial polarization, and the core-shell configuration shows its positive contribution to the reinforcement of interfacial polarization. When the content of carbon shells is optimized, the as-obtained composite will display excellent microwave-absorption performance due to decent attenuation and well-matched impedance. The strongest reflection loss can reach up to -88.5 dB at 6.9 GHz with the absorber thickness of 3.0 mm, and the qualified bandwidth below -10.0 dB covers 9.0-12.0 GHz, when the thickness is designated at 2.0 mm. Such a performance in the X band is superior to those of most typical binary dielectric systems. More importantly, these BaTiO3@carbon microspheres maintain good performance after being treated under high-temperature and acidic conditions for a long time, manifesting their promising prospect for practical application. It is believed that these results may be helpful for the development of multicomponent dielectric systems as high-performance microwave absorbing materials.