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中心项目发表论文(三十四)
发布时间: 2025/03/19  发布者: 原创  浏览量:
水泥基材料的电磁波吸收频段设计及其玻璃质骨料选择依据
 
 

中心2024年度博士生计划项目“炭黑/水泥基电磁波多机制吸收材料制备与机理研究”负责人武汉理工大学与中国建材总院联合培养的博士生吴子豪和导师冀志江教授近日在《Construction and Building Materials》(SCI收录)上发表了一篇题为“水泥基材料的电磁波吸收频段设计及其玻璃质骨料选择依据”的论文,该研究为中心项目研究对象石油基材料炭黑的高附加值应用和水泥基材料的吸波频段可设计性提供了理论支撑。

 
 
 
 
论文摘要:

水泥基吸波材料兼具吸波性能和力学承载能力,在电磁防护工程领域应用前景广阔,但是水泥基材料的吸波频段缺乏可设计性,在进行特定频段防护时受限。在本次研究工作中,采用石油基材料炭黑作为高效吸波剂,协同轻质透波的玻璃质骨料调节吸波频段,研究了基于炭黑电磁改性基础,骨料和吸波频段的对应关系,建立了“骨料含量-粒径-频段”响应规律。基于电磁特性和电磁波散射理论,研究表明在炭黑改性谐振腔后,骨料调整了炭黑阈值,大粒径/高掺量骨料主导高频段(7-18 GHz)电磁波吸收,小粒径/低掺量骨料主导低频段(1.1-7 GHz)电磁损耗。有效吸波频宽分波段得到拓宽,最宽可达12.4 GHz(反射损耗<-7 dB)。在1.1-18 GHz频段内能达到80%电磁波吸收率的有效防护;电磁波吸收率超过90%时,亦能在高频段形成有效防护。采用有限元仿真可视化分析了电磁波在不同粒径骨料内部的传输损耗过程,解析了炭黑与骨料协同损耗的电磁波吸收机理,为频段设计编程化提供思路。工作同时兼顾了在炭黑高掺量时力学和保温性能满足应用需求,保证了炭黑的高附加值应用。

 
论文详情参见:

Construction and Building Materials 463 (2025) 140095

https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2025.140095