不同波段的电磁波在我们的生产生活中起着非常大的作用。下表是各个波段电磁波的主要应用领域。 在我们目前的通讯中,4G的频率和频段主要是:1880-1900MHz、2320-2370MHz、2575-2635MHz;5G的频率和频段频段主要是:3300-3400MHz、3400-3600MHz和4800-5000MHz。实际应用中,更有其它详细代码代表着不同的应用,比如:TD-LTE Band 41代表移动4G;WCDMA Band 1/2/5代表联通3G;TDS-CDMA band 34/39代表移动3G。 5G通讯是当前的科技热点之一:按照预期,5G的传输速率可达到4G的十倍(1Gb/s),这意味着,用5G传输一部1GB大小的高清电影只需要10秒!如此快速的传输速度,对科技和社会发展影响巨大。 然而随着科学技术的高速发展,电磁波的充分利用在给人们生活带来便利的同时,其辐射对环境的影响也日益增大。在机场,有航班因电磁波干扰无法起飞而误点;在医院,移动电话常会干扰各种电子诊疗仪器的正常工作。而我们日常通讯,也会受到各类信号影响,使用户难以接收到准确且清晰的信息。 因此,治理电磁污染,提高通讯信号信噪比,寻找一种能抵挡并削弱电磁波辐射的材料——吸波材料,已成为材料科学的一大课题。 吸波材料,是能吸收或者大幅减弱投射到它表面的电磁波能量,从而减少电磁波的干扰的一类材料,它可以将电磁波转换为热能或其它形式的能量,实现对入射电磁波的有效吸收,是克服以上电磁污染的一种有效手段。吸波材料在通讯中的应用,可提高信号的信噪比,是提高部分波段信号质量(灵敏度)的一个有效途径。 图1:CIP材料的SEM图像
羰基铁粉 (CIP: Carbonyl Iron Powder) 是一种常见的吸波材料,它是通过CO与铁在高温高压下反应,生成5羰基铁油状物,经低压分离以及退火防氧化等处理后得到的(上图1为CIP产品的SEM图)。CIP在微波频段具有磁导率较高、磁导率实部、虚部频散特性好的优点,在吸波材料领域有广泛的应用前景和潜力;但同时,CIP复介电常数大且频谱特性和低频吸收性能较差,不能较好的满足阻抗匹配条件,所以需要通过偶联剂等对CIP进行表面改性,来调节羰基铁粉的复介电常数和复磁导率的比例,来改善其阻抗匹配特性,从而提高吸波性能。而不同偶联剂的组合配比以及不同的处理条件,对CIP材料的综合性能,有着很大的影响。 南京邮电大学课题组,叶利君老师、谢国治老师等,研究了使用不同的复配偶联剂对CIP材料吸波性能的影响,并将成果发表在IEEE Transactions on Magnetics上,题为:Enhanced Microwave Absorption Properties of Absorbing Materials Induced by Complex Coupling Agents。