随着电子器件及设备不断朝着 高频化、高功率化、轻薄化发展，日益严重的EMI是不得不面对的问题。但传统的重型导电屏蔽材料（如 金属片、金属膜和金属泡沫）由于 密度、成本、加工性问题而逐渐减少用量，而先进的轻质屏蔽材料（如 导电聚合物、磁性和导电材料）的用量虽然有所增加但性能还不能尽如人意。

基于此，研究人员开始通过基于材料的介 电和磁损耗性能控制屏蔽机制参数来开发先进的屏蔽复合材料，复合材料超越了单个材料的局限性，并提供了各种组合，可以有效提高电磁波吸收/反射的能力。

碳基材料一直在电磁屏蔽材料中占据着一席之地，其中的 还原氧化石墨烯（RGO），具有 低密度和高介电损耗，而且RGO还有 很高的导电性和高表面积，是屏蔽剂的优选。

比如有人曾研究一种基于粉末混合压实技术的 二元陶瓷纳米复合材料，该技术使用研杵和研钵，通过向金属氧化物中添加具有不同负载量的特殊制备的RGO（即TCRGO），并评估复合材料的电磁屏蔽效能。

EMI陶瓷片吸收体

来源：论文（DOI: 10.1021/acsomega.2c08168）

添加TCRGO后有个显著的特点：在包含六铁氧体钡（BF）的二元纳米复合材料中添加TCRGO作为高介电损耗材料，磁特性显著， 纳米复合材料的阻抗可以调控，从而调节其电磁波吸收能力，屏蔽性能优于其单独的等效物。

电磁性能

来源：论文

不仅是RGO， 氮化钛（TiN）作为一种耐高温、高导电的功能陶瓷材料，同样是一种极具潜力的宽温域吸波材料。但由于材料的 电磁参数是温度的函数， 当温度升高，电导率及导电损耗也将随之增加，导致在常温条件下满足阻抗匹配的吸波体系，会因为温度升高而阻抗失配，吸波性能难以稳定。因此，如何在满足阻抗匹配性能的情况下，兼顾材料的损耗性能及吸波性能的温度敏感性是该领域亟待解决的问题。

在这方面， 河南大学化学化工学院、功能聚合物复合材料研究所龚春红教授课题组关于 高温微波吸收方面的研究工作“ TiN/BN Composite with Excellent Thermal Stability for Efficiency Microwave Absorption in Wide Temperature Spectrum”在材料领域国际期刊Journal of Materials Science & Technology上发表（JMST, 2022, 130, 249-255. DOI: 10.1016/j.jmst.2022.04.050, 影响因子8.067）。

该工作构建了 以氮化钛（TiN）为损耗单元、氮化硼（BN）为阻抗匹配单元的TiN/BN复合材料。绝缘BN的引入不仅有效调节和优化材料的电导率和阻抗匹配，还赋予其稳定的循环微波吸收特性，为高效和温度不敏感的微波吸收材料提供了新的设计思路。

来源：Journal of Materials Science

本次 2023高分子电磁屏蔽复合材料及应用论坛特别邀请到了 河南大学、功能聚合物复合材料研究所所长龚春红教授分享 《轻量化、宽温域吸波及电磁屏蔽材料的优化设计及研究》：

报告摘要：

设计制备具有宽温域适应性的轻量化吸波及电磁屏蔽材料，在军事及民用领域具有重要的现实意义。 还原氧化石墨烯（RGO）由于低密度、强介电损耗，高比表面和较多悬空键等优势被认为是极具潜力的轻质高效电磁屏蔽及吸波材料。 氮化钛（TiN）作为一种耐高温、高导电的功能陶瓷材料，是一种极具潜力的宽温域吸波材料。通过优化填料的微观结构、形貌及其在基体中的分散性及分布状态，可以使复合材料在极低填料含量（0.5wt.%）下表现出足够的介电损耗能力；借助于掺杂、原位复合等方法构建更多的缺陷位点或异质界面，可以赋予材料更多的极化损耗机制，实现有效介电损耗性能的优化及有效频段范围的拓展。此外，借助多层结构设计，实现石墨烯/聚醚砜薄膜材料的轻质化（7.39wt.%）及宽温域电磁屏蔽性能优化。

然而，由于材料的电磁参数是温度的函数，当温度升高，电导率及导电损耗也将随之增加，导致在常温条件下满足阻抗匹配的吸波体系，会因为温度升高而阻抗失配，吸波性能难以稳定。传统高温吸波材料的研究主要集中在吸收剂和微结构设计方面，通常采用的方法是降低功能填料比例，或优化材料微观结构设计，但由于阻抗匹配和介电损耗性能对温度的依赖性各不相同且相互牵制，难以在宽的温度范围内实现优异的吸波性能。针对介电类吸波材料存在电损耗占比高导致的体系介电-温度依赖性强的问题，分别借助原位复合及过渡金属掺杂等策略，通过引入多重极化损耗机制，并适当限制导电损耗，实现了宽温域介电损耗及吸波性能的有效提升。进一步的，构建了RGO微球超复合材料，利用吸波单元在基体中的离散分布设计，使原本“ 室温吸波，高温偏反”的吸波材料在 宽温域范围内(273-473 K)均保持稳定的介电及吸波性能。

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龚春红 河南大学教授、博导，河南大学功能聚合物复合材料研究所所长

中国材料研究学会超材料分会首届理事会理事，中国电子材料行业协会电磁防护分会首届理事会理事，河南省高等学校青年骨干教师，河南省涂料行业协会专家委员会委员。主持国家自然科学基金项目3项、主持各种省级项目及企业合作项目多项。2014至2015年以国家公派访问学者身份在澳大利亚南澳大学进行访问交流。近年来，在Nano Research, J. Mater. Sci. Technol., J. Mater. Chem., Composites Part B, J. Phys. Chem. C, Appl. Phys. Lett., Nanotechnology等国内外期刊上发表SCI收录论文50余篇；指导本科生团队获得国家级，省级大学生创新项目多项，连续多年获得河南大学教学优秀奖和科研优秀奖，2017-2019年度“河南大学师德先进个人”，2019年度“河南省涂料行业发展推动者”，2021年度河南省涂料行业协会“行业工作先进人物”。