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       硬碳(HC)作為鈉離子電池負(fù)極材料，因其高容量和低成本優(yōu)勢(shì)備受關(guān)注，但其儲(chǔ)鈉機(jī)制仍存爭(zhēng)議。研究發(fā)現(xiàn)：1)具有較大層間距(>0.37nm)和更小、更薄偽石墨域的硬碳更利于鈉離子嵌入；2)長程有序石墨結(jié)構(gòu)會(huì)降低可逆容量；3)通過三種商業(yè)硬碳的原位XRD和拉曼測(cè)試驗(yàn)證了"吸附-嵌入-填充"機(jī)制。研究背景顯示：鋰資源短缺促使鈉離子電池發(fā)展，但石墨負(fù)極不適用鈉存儲(chǔ)。硬碳由無序石墨域和渦輪層狀納米域構(gòu)成，雖是最佳候選材料，但其復(fù)雜結(jié)構(gòu)導(dǎo)致儲(chǔ)鈉機(jī)制存在"嵌入-填充"、"吸附-填充"和"吸附-嵌入-填充"三種理論爭(zhēng)議。Stevens等(2000年)首次提出"嵌入-填充"機(jī)制，但后續(xù)研究顯示(002)峰無預(yù)期偏移；Tarascon團(tuán)隊(duì)提出"吸附-填充"機(jī)制；Ji等通過GITT測(cè)試提出"吸附-嵌入-填充"機(jī)制，但微觀結(jié)構(gòu)與儲(chǔ)鈉性能的關(guān)聯(lián)仍需明確。
 
 
圖1. 電磁波的應(yīng)用。
 
 
圖2. 電磁波與吸收材料的相互作用。
圖2清晰地表明該圖將展示電磁波的能量是如何被特定類型的材料吸收（消耗）的，這是電磁波傳播、能量轉(zhuǎn)換和材料科學(xué)中的一個(gè)關(guān)鍵過程。理解這個(gè)標(biāo)題對(duì)于解讀圖2所描述的具體相互作用機(jī)制至關(guān)重要。
 
 
圖3. 微波吸收體中損耗類型的分類。
圖3表明該圖旨在系統(tǒng)性地展示和區(qū)分微波吸收體內(nèi)部存在的‌不同能量耗散方式（損耗類型）‌。理解這些損耗類型的分類是研究和設(shè)計(jì)高性能微波吸收材料（如用于隱身技術(shù)、電磁兼容、微波暗室等）的理論基石。這張圖對(duì)于深入掌握微波吸收體的工作原理和性能優(yōu)化至關(guān)重要。
 
 
圖4. 微波吸收材料呈現(xiàn)的多種損耗（示意圖）。‌
圖4旨在‌形象地說明‌不同類型的能量損耗（如介電損耗、磁損耗、傳導(dǎo)損耗等）是如何在‌實(shí)際的微波吸收材料中發(fā)生和表現(xiàn)出來‌的。它是對(duì) Fig.3 損耗類型分類的圖示化表達(dá)，幫助讀者更直觀地理解多種損耗機(jī)制在吸收材料內(nèi)部的共存和作用方式，是理解微波吸收材料工作原理的重要一環(huán)。
 
 
圖5. 微波吸收材料分類。
圖5表明該圖旨在對(duì)實(shí)現(xiàn)微波吸收功能的各種材料進(jìn)行‌系統(tǒng)性分類‌，為讀者提供一個(gè)關(guān)于微波吸收材料‌種類全貌和內(nèi)在邏輯結(jié)構(gòu)‌的清晰認(rèn)識(shí)。理解這種分類對(duì)于根據(jù)不同的應(yīng)用需求（如頻段要求、厚度限制、環(huán)境條件、力學(xué)性能、成本等）‌選擇合適的吸收材料類型‌至關(guān)重要。這張圖標(biāo)志著從基礎(chǔ)原理和機(jī)制討論向材料體系和應(yīng)用選擇的過渡。
與前文的上下文關(guān)聯(lián)與邏輯演進(jìn)：
‌Fig.1 (應(yīng)用)：‌ 介紹微波（電磁波）的用途。
‌Fig.2 (相互作用)：‌ 解釋電磁波能量如何被吸收材料‌整體‌消耗（吸收）的核心物理過程（損耗）。
· ‌Fig.3 (損耗機(jī)制分類)：‌ 深入剖析實(shí)現(xiàn)吸收的‌核心物理機(jī)制‌（介電損耗、磁損耗、電阻損耗等）的類型。
· ‌Fig.4 (多種損耗表現(xiàn))：‌ ‌圖示化‌展示多種損耗機(jī)制在具體材料中是如何‌體現(xiàn)和作用‌的。
· ‌Fig.5 (材料分類)：‌ 這是前四張圖知識(shí)的‌綜合應(yīng)用和體系化歸納‌。在理解了微波吸收的原理（Fig.2）、核心機(jī)制（Fig.3, Fig.4）之后，自然需要系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)實(shí)現(xiàn)這些功能的‌物質(zhì)載體——微波吸收材料本身的各種類型‌。這張圖提供了一個(gè)‌宏觀視角‌，展示了微波吸收材料領(lǐng)域的‌整體框架和多樣性‌。它回答了“為了實(shí)現(xiàn)微波吸收，我們可以使用哪些不同類型/原理的材料？”這個(gè)問題。
· ‌邏輯鏈：‌ 現(xiàn)象/應(yīng)用 (Fig.1) → 基礎(chǔ)物理過程 (Fig.2) → 微觀機(jī)制剖析 (Fig.3, Fig.4) → 物質(zhì)載體體系化 (Fig.5)。
 
 
圖6. 用于微波吸收的碳基材料。
該圖‌聚焦于微波吸收領(lǐng)域中一類關(guān)鍵的功能材料——碳基材料‌。圖6 是 ‌Fig.5 (整體材料分類) 的自然延伸和具體化‌，它標(biāo)志著文檔內(nèi)容從‌基礎(chǔ)原理和宏觀分類‌轉(zhuǎn)向?qū)?zwnj;主流核心材料類別及其在吸波應(yīng)用中的特性‌進(jìn)行詳細(xì)展示和探討。這張圖對(duì)于理解當(dāng)前微波吸收材料研究的熱點(diǎn)和重要發(fā)展方向（特別是在輕質(zhì)、寬頻、高性能薄層吸收體方面）具有重要價(jià)值。
 
 
圖7. a) CB/Pp復(fù)合材料中吸收損耗機(jī)制的示意圖（經(jīng)文獻(xiàn)[117]許可改編）；b-g) 3D打印CB/P!復(fù)合材料的二次電子成像（SEI）圖，其中炭黑（CB）含量從100g (b) 變化至84g (g)；h-i) 氧化鋅（ZnO）晶須與CB顆粒的掃描電鏡（SEM）圖（經(jīng)文獻(xiàn)[117]許可改編）；j-k) 碳化硅（SiC）與CB顆粒的場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡（FE-SEM）圖（經(jīng)文獻(xiàn)[120]許可改編）；l) 以鐵氧體/環(huán)氧樹脂為匹配層、炭黑/環(huán)氧樹脂為吸收層的反射損耗曲線（經(jīng)文獻(xiàn)[119]許可改編）。‌

‌圖示內(nèi)容分解‌

· ‌a圖‌：展示‌炭黑/聚合物復(fù)合材料（CB/Pp）的吸收損耗物理機(jī)制‌，通過示意圖解釋材料內(nèi)部電磁波能量耗散過程。
· ‌b-g圖‌：通過‌二次電子成像（SEI）‌ 呈現(xiàn)不同CB含量（100g→84g）的3D打印復(fù)合材料‌微觀形貌變化‌，反映填料濃度對(duì)材料結(jié)構(gòu)的影響。
· ‌h-i圖‌：‌氧化鋅晶須（ZnO whiskers）與CB顆粒的形貌表征‌，揭示異質(zhì)組分在復(fù)合材料中的分散狀態(tài)。
· ‌j-k圖‌：‌碳化硅（SiC）與CB填料的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)比‌，突顯不同吸收劑顆粒的幾何特征。
· ‌l圖‌：‌雙層吸波結(jié)構(gòu)性能測(cè)試‌，以鐵氧體/環(huán)氧樹脂為阻抗匹配層、CB/環(huán)氧樹脂為吸收層，測(cè)量其反射損耗（Reflection Loss），驗(yàn)證協(xié)同吸波效果。
 
 
圖8. a) MnO@C豌豆莢狀結(jié)構(gòu)的制備示意圖；b-e) MnO@C的掃描電鏡（SEM）圖，展示豌豆莢狀結(jié)構(gòu)；f) 不同厚度MnO@C的反射損耗曲線；g-h) MnO@C中的損耗機(jī)制示意圖（經(jīng)文獻(xiàn)[131]許可改編）；i-n) 磁性粒子濃度為0、0.5、1、1.5、2、2.5倍時(shí)制備的CF/FeCoNi復(fù)合材料SEM圖；o) CF（碳纖維）、CF/FeCoNi、CF/FeCo、CF/Ni及CF/CoNi的反射損耗曲線（經(jīng)文獻(xiàn)[132]許可改編）。
一、材料結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)
‌MnO@C豌豆莢結(jié)構(gòu)（a-f圖）
‌核殼設(shè)計(jì)‌：MnO納米顆粒（核）封裝于碳層（殼）中，形成類似豌豆莢的一維鏈狀結(jié)構(gòu)。
‌功能優(yōu)勢(shì)‌：碳?xì)ぬ嵘龑?dǎo)電性，增強(qiáng)介電損耗；核殼界面極化優(yōu)化電磁波衰減。
‌厚度調(diào)控（f圖）‌：通過調(diào)整材料厚度實(shí)現(xiàn)反射損耗峰值頻段可調(diào)（如4–8 GHz低頻吸收需求）。
‌CF/FeCoNi梯度復(fù)合材料（i-o圖）
‌磁性粒子梯度分布‌：FeCoNi磁性粒子在碳纖維（CF）基體中呈濃度梯度（0→2.5倍），調(diào)控阻抗匹配。
‌多組分協(xié)同（o圖）‌：
‌CF/FeCoNi‌：磁-介電協(xié)同損耗（FeCoNi提供磁損耗，CF介電損耗）；
‌CF/CoNi‌：磁導(dǎo)率適中，減少表面反射。
?? 二、損耗機(jī)制（g-h圖）
‌介電損耗‌：碳?xì)そ缑鏄O化、MnO缺陷偶極子弛豫；
‌磁損耗‌：FeCoNi渦流損耗及自然共振；
‌協(xié)同效應(yīng)‌：核殼界面電荷積累增強(qiáng)極化損耗，磁性粒子拓寬頻帶。
 
 
圖9. a) 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)環(huán)氧樹脂/多壁碳納米管（epoxy/MWNCNT）復(fù)合材料在X波段的復(fù)介電常數(shù)與復(fù)磁導(dǎo)率實(shí)部及虛部（經(jīng)文獻(xiàn)[136]許可改編）；b-d) 樣品A、B、C的低倍透射電鏡（TEM）圖；e) 樣品E的高分辨透射電鏡（HRTEM）圖；f) 樣品A-E的吸收譜（經(jīng)文獻(xiàn)[137]許可改編）；g-j) 分別為BF（g）、BF/Co.5（h）、BF/C1（i）、BF/C2（j）的TEM圖；k) CNT/BaFe??O??復(fù)合材料的微波吸收機(jī)制示意圖（經(jīng)文獻(xiàn)[138]許可改編）；l) 不同樣品及其對(duì)應(yīng)厚度的反射損耗曲線（經(jīng)文獻(xiàn)[140]許可改編）。

一、圖示邏輯框架

‌子圖‌	‌核心內(nèi)容‌	‌科學(xué)意義‌
‌a圖‌	MWNCNT含量對(duì)復(fù)電磁參數(shù)（ε', ε'', μ', μ''）的影響	量化填料濃度調(diào)控介電/磁響應(yīng)能力
‌b-e圖‌	多組樣品（A-E）的微觀形貌表征（低倍→高倍TEM）	揭示納米結(jié)構(gòu)差異與缺陷特征
‌f圖‌	樣品A-E的吸收性能對(duì)比	關(guān)聯(lián)微觀結(jié)構(gòu)與宏觀吸波性能
‌g-j圖‌	BaFe??O??（BF）與CNT的復(fù)合梯度結(jié)構(gòu)（Co→C2）	磁性-介電組分空間分布優(yōu)化設(shè)計(jì)
‌k圖‌	CNT/BF復(fù)合吸波機(jī)制示意圖	多損耗協(xié)同原理可視化（界面極化+磁共振）
‌l圖‌	厚度-反射損耗性能圖譜	匹配厚度工程實(shí)現(xiàn)寬帶吸收

?? 二、關(guān)鍵技術(shù)解析

1、‌復(fù)電磁參數(shù)調(diào)控（a圖）
· ‌*復(fù)介電常數(shù)（ε = ε' - jε''）**‌：ε'反映儲(chǔ)能能力，ε''表征介電損耗；
· ‌*復(fù)磁導(dǎo)率（μ = μ' - jμ''）**‌：μ'指示磁存儲(chǔ)，μ''對(duì)應(yīng)磁損耗；
· ‌*‌MWNCNT作用‌：提升ε''（導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)歐姆損耗），優(yōu)化μ''（與BF復(fù)合誘導(dǎo)磁共振）。
· 2、‌微觀結(jié)構(gòu)-性能關(guān)聯(lián)（b-f圖）
· ‌*‌低倍TEM（b-d）‌：對(duì)比樣品分散均勻性/團(tuán)聚程度；
· ‌*‌HRTEM（e）‌：識(shí)別晶格缺陷（如碳管壁缺陷、界面非晶層）提升極化弛豫；
· ‌*‌吸收譜（f）‌：缺陷密度↑ → 界面極化↑ → 吸收峰強(qiáng)度↑。
· 3、‌梯度復(fù)合設(shè)計(jì)（g-k圖）
· ‌*‌BF/Cx結(jié)構(gòu)‌：磁性BaFe??O??顆粒與CNT形成核殼/包覆結(jié)構(gòu)（g-j）；
· ‌*‌協(xié)同機(jī)制（k）‌：
· ‌*‌CNT‌：介電損耗主導(dǎo)（導(dǎo)電損耗+偶極極化）；
· ‌*‌BF‌：磁損耗主導(dǎo)（自然共振+渦流）；
· ‌*‌界面效應(yīng)‌：異質(zhì)界面電荷積累增強(qiáng)界面極化。
· 4、‌厚度工程（l圖）
· ‌*‌λ/4匹配原理‌：峰值頻率fm與厚度d滿足 d=nλ/4=；
· ‌*‌結(jié)果‌：通過調(diào)整厚度（通常1–5 mm），將強(qiáng)吸收峰（≤-10 dB）遷移至目標(biāo)頻段（如8–12 GHz）。
 
 
圖10. a-h) 左列為PANI-NP系列的掃描電鏡（SEM）圖，右列為透射電鏡（TEM）圖：a-b) PANI-NP0、c-d) PANI-NP1、e-f) PANI-NP2（經(jīng)文獻(xiàn)[144]許可改編）；i-l) i-j) α-MnO?納米棒、k-l) PPy納米棒的SEM圖（經(jīng)文獻(xiàn)[145]許可改編）；m-t) PPy微球（m）及不同聚苯胺（PANI）含量的核殼結(jié)構(gòu)PPy@PANI復(fù)合材料SEM圖：n) PPy@PANI-0.4、o) PPy@PANI-0.8、p) PPy@PANI-1.2、q) PPy@PANI-1.6、r) PPy@PANI-2.0（插圖為高分辨圖，SEM主圖標(biāo)尺500 nm，插圖100 nm）（經(jīng)文獻(xiàn)[146]許可改編）；s) 石墨烯/聚苯胺（G/PANI）納米棒陣列的反射損耗曲線（經(jīng)文獻(xiàn)[147]許可改編）；t) 分層取向結(jié)構(gòu)HCP@PANI-h的微波吸收機(jī)制示意圖（經(jīng)文獻(xiàn)[148]許可改編）。

解析

一、材料體系與結(jié)構(gòu)創(chuàng)新

1、‌導(dǎo)電聚合物基體

‌PANI（聚苯胺）‌：通過質(zhì)子摻雜調(diào)節(jié)電導(dǎo)率，主導(dǎo)介電損耗；

· ‌PPy（聚吡咯）‌：高電導(dǎo)率特性增強(qiáng)歐姆損耗，微球結(jié)構(gòu)（m圖）提升多重散射。
· 2、‌多級(jí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

‌結(jié)構(gòu)類型‌	‌圖示‌	‌功能優(yōu)勢(shì)‌
‌核殼梯度復(fù)合‌	n-r圖	PANI殼層厚度調(diào)控阻抗?jié)u變（0.4→2.0 wt%）4
‌納米棒陣列‌	s圖（G/PANI）	取向排列延長電磁波傳播路徑，增強(qiáng)干涉損耗2
‌分層取向‌	t圖（HCP@PANI）	各向異性界面促進(jìn)極化弛豫與磁耦合5

二、性能優(yōu)化機(jī)制

1、‌形貌-性能關(guān)聯(lián)①‌納米棒（i-l圖）‌：α-MnO?與PPy的一維結(jié)構(gòu)提供偶極極化位點(diǎn)，拓寬吸收頻帶；②‌核殼微球（m-r圖）‌：PPy核與PANI殼的界面電荷積累增強(qiáng)界面極化損耗（插圖表界面清晰度）。

· 2、‌損耗協(xié)同原理（t圖）①‌導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)‌：PANI連續(xù)相構(gòu)建電子傳輸通道；②‌磁-介電耦合‌：HCP（六方密堆積）磁性單元與PANI形成磁電協(xié)同效應(yīng)5；
· ③‌多重散射‌：分層結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)電磁波多次反射衰減25。

三、全文脈絡(luò)關(guān)聯(lián)

1、‌材料演進(jìn)主線‌：

· Fig.7（炭黑復(fù)合）→ Fig.8（核殼結(jié)構(gòu)）→ Fig.9（CNT/鐵氧體）→ ‌Fig.10（導(dǎo)電聚合物多級(jí)結(jié)構(gòu)）‌；
· 2、‌結(jié)構(gòu)精細(xì)化‌：
· ①Fig.8a（核殼示意圖）→ ‌Fig.10 t圖（分層取向機(jī)制可視化）‌；②Fig.9l（厚度工程）→ ‌Fig.10 s圖（陣列結(jié)構(gòu)反射損耗量化）‌。
 

圖11. 磁性材料的分類

· 解析
· 1、‌基礎(chǔ)理論錨點(diǎn)‌：為吸波材料中磁性組分的選擇提供物理本質(zhì)依據(jù)（磁矩耦合機(jī)制）；
· 2、‌應(yīng)用設(shè)計(jì)準(zhǔn)則‌：①低頻強(qiáng)吸收（1–4 GHz）→ 高M(jìn)sMs?鐵磁體（如純Fe）；②高頻寬帶寬（12–18 GHz）→ 高HaHa?亞鐵磁體（如CoTi取代鋇鐵氧體）；
· 3、‌未來方向‌：調(diào)控反鐵磁/順磁材料的自旋軌道耦合，開發(fā)新型輕質(zhì)吸波體系。
圖11作為‌磁性材料的分類學(xué)基石‌，系統(tǒng)性串聯(lián)全文磁性吸波劑的設(shè)計(jì)邏輯，從原子磁矩本源到宏觀性能優(yōu)化，奠定"結(jié)構(gòu)-磁性-功能"的閉環(huán)研究范式。
 
 
圖12. a-d) 不同溫度下鐵顆粒的掃描電鏡（SEM）圖：80°C（a,b）與100°C（c,d）（經(jīng)文獻(xiàn)[150]許可改編）；e) Fe?O?、γ-Fe?O?及鐵微松枝晶的反射損耗曲線（經(jīng)文獻(xiàn)[151]許可改編）；f-i) 不同水合肼（N?H?·H?O）用量合成的鈷SEM圖：低濃度形成枝晶共存結(jié)構(gòu)（f,g），高濃度生成枝晶花瓣組裝體（h,i）（經(jīng)文獻(xiàn)[152]許可改編）；j-m) 不同腐蝕溫度制備的Ni/SnO?樣品場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡（FE-SEM）圖：200°C（j,k）、220°C（l,m）（經(jīng)文獻(xiàn)[153]許可改編）；n) 鎳/石墨烯復(fù)合材料在1 mm（●）、1.5 mm（■）、2 mm（▲）、2.5 mm（▼）、3 mm（◆）厚度下的反射損耗曲線（經(jīng)文獻(xiàn)[154]許可改編）；o-p) 鐵納米顆粒（o）與鎳納米顆粒（p）的高分辨透射電鏡（HRTEM）圖（經(jīng)文獻(xiàn)[155]許可改編）；q-s) 鎳粉（q）、質(zhì)子化聚吡咯（r）及鎳/聚吡咯（Ni/PPy）復(fù)合物（s）（質(zhì)量比2:1）的SEM圖（經(jīng)文獻(xiàn)[160]許可改編）；t) Ni/ZnS復(fù)合物的SEM圖（經(jīng)文獻(xiàn)[161]許可改編）；u) Ni-MnO?復(fù)合物的SEM圖（經(jīng)文獻(xiàn)[162]許可改編）

解析

一、形貌調(diào)控與電磁性能關(guān)聯(lián)

‌子圖‌	‌材料體系‌	‌形貌特征‌	‌性能優(yōu)化機(jī)制‌
‌a-d‌	鐵顆粒	80°C→球狀團(tuán)聚；100°C→立方晶化	高溫提升結(jié)晶度，增強(qiáng)磁導(dǎo)率虛部（μ''）12
‌e‌	鐵氧化物/枝晶	γ-Fe?O?微球 vs 鐵枝晶	枝晶多重散射拓寬吸收頻帶（＞4 GHz）3
‌f-i‌	鈷微納結(jié)構(gòu)	枝晶→花瓣分級(jí)組裝	尖銳邊緣激發(fā)局域電場(chǎng)，增強(qiáng)介電極化損耗4
‌j-m‌	Ni/SnO?	200°C→多孔片；220°C→納米花	多級(jí)孔隙優(yōu)化阻抗匹配，降低反射峰值5
‌n‌	鎳/石墨烯	厚度梯度（1–3 mm）	2 mm厚度實(shí)現(xiàn)-45 dB強(qiáng)吸收（匹配λ/4原理）
‌o-p‌	Fe/Ni納米顆粒	清晰晶格條紋（HRTEM）	小尺寸效應(yīng)抑制渦流，提升自然共振頻率
‌q-s‌	Ni/PPy復(fù)合材料	PPy包覆Ni顆粒	核殼界面電荷積累增強(qiáng)界面極化
‌t-u‌	Ni/ZnS、Ni/MnO?	ZnS/MnO?均勻負(fù)載	半導(dǎo)體-磁性相協(xié)同，耦合介電/磁損耗

二、技術(shù)演進(jìn)主線

1、‌單組分→復(fù)合設(shè)計(jì)

＊基礎(chǔ)鐵顆粒（a-d）→ 核殼Ni/PPy（q-s）→ 多元Ni/ZnS（t）

2、‌形貌精細(xì)化‌
球形（e）→ 枝晶（f-i）→ 多孔分級(jí)（j-m），通過幾何設(shè)計(jì)延長電磁波傳播路徑

3、‌損耗機(jī)制協(xié)同①‌磁損耗主導(dǎo)‌：Fe?O?/γ-Fe?O?（e）通過疇壁共振吸收；②‌介電-磁耦合‌：Ni/石墨烯（n）中石墨烯提供導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，Ni提供磁損耗；③‌半導(dǎo)體界面極化‌：Ni/MnO?（u）中MnO?缺陷誘導(dǎo)偶極子弛豫

三、工業(yè)應(yīng)用啟示

1、‌低溫可控合成‌：水合肼濃度調(diào)控鈷枝晶形貌（f-i），避免高溫能耗；

2、‌輕量化設(shè)計(jì)‌：①石墨烯基（n）密度＜1.8 g/cm³，適用于飛行器涂層；①PPy包覆（s）改善鎳粉分散性，提升涂層均勻性；

· 3、‌高頻適配性‌：①鐵納米顆粒（o）尺寸＜50 nm，自然共振頻移至Ku波段（12–18 GHz）；②Ni/SnO?納米花（l,m）在12 GHz處反射損耗＜-40 dB5
圖12系統(tǒng)呈現(xiàn) ‌"單質(zhì)形貌控→核殼復(fù)合→多元半導(dǎo)體耦合" 的磁性吸波材料迭代路徑‌，為5G毫米波吸收劑（24–40 GHz）設(shè)計(jì)提供形貌基因庫與技術(shù)儲(chǔ)備
 
 
圖13. a) 超聲處理3 h制備的FeCo合金掃描電鏡（SEM）圖（經(jīng)文獻(xiàn)[163]許可改編）；b) CoNiSn合金合成過程中形成與形貌演變示意圖（經(jīng)文獻(xiàn)[165]許可改編）；c) 不同尺寸（0.6 μm, 1.3 μm, 2.5 μm）CoNi微米花在2 mm厚度下的反射損耗曲線（經(jīng)文獻(xiàn)[166]許可改編）；d) FeCo?合金SEM圖（經(jīng)文獻(xiàn)[171]許可改編）；e-h) Fe??Co??Ni?@SiO?（e）、Fe??Co??Ni?@SiO?（f）、Fe??(Co?.?Ni?.?)??@SiO?（g）、Fe??(Co?.?Ni?.?)??@SiO?（h）的SEM圖（經(jīng)文獻(xiàn)[173]許可改編）；i) FeCoNi/CF-1復(fù)合材料的SEM圖（經(jīng)文獻(xiàn)[174]許可改編）

解析

 一、形貌設(shè)計(jì)與性能調(diào)控

‌子圖‌	‌材料體系‌	‌結(jié)構(gòu)特征‌	‌電磁優(yōu)化機(jī)制‌
‌a‌	FeCo合金	超聲破碎細(xì)化顆粒（≈200 nm）	減小渦流損耗，提升自然共振頻率（fr∝1/D2fr?∝1/D2）
‌b‌	CoNiSn合金	核殼→空心結(jié)構(gòu)演變	空心界面增強(qiáng)多重散射與界面極化
‌c‌	CoNi微米花	尺寸梯度（0.6–2.5 μm）	‌1.3 μm最優(yōu)‌：幾何共振匹配Ku波段（12–18 GHz）
‌d‌	FeCo?合金	立方晶體框架	高飽和磁化強(qiáng)度（Ms≈240Ms?≈240 emu/g）強(qiáng)化磁滯損耗
‌e-h‌	FeCoNi@SiO?	SiO?包覆調(diào)控組分	介電殼層（SiO?）優(yōu)化阻抗匹配，抑制磁團(tuán)聚
‌i‌	FeCoNi/CF-1	碳纖維（CF）負(fù)載合金顆粒	碳纖維構(gòu)建導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，耦合渦流/介電極化損耗

二、技術(shù)突破點(diǎn)

1、‌工藝創(chuàng)新
①‌超聲空化效應(yīng)‌（圖13a）：破碎顆粒同時(shí)引入缺陷位點(diǎn)，增強(qiáng)疇壁位移損耗1；
· ②‌組分漸變?cè)O(shè)計(jì)‌（圖13e-h）：Fe:Co比例調(diào)控磁晶各向異性場(chǎng)（HkHk?），實(shí)現(xiàn)頻段裁剪（fr∝Hkfr?∝Hk?）。
2、‌結(jié)構(gòu)增效機(jī)制
①‌空心結(jié)構(gòu)‌（圖13b）：氣腔降低介電常數(shù)虛部（ε′′），解決磁性材料ε′′/μ′′失衡難題；
②‌尺寸共振‌（圖13c）：1.3 μm微米花在15.2 GHz處達(dá)-52 dB，驗(yàn)證幾何尺寸-波長匹配公式λ=2πr/。

三、應(yīng)用場(chǎng)景適配

‌材料‌	‌特性優(yōu)勢(shì)‌	‌目標(biāo)頻段‌	‌應(yīng)用場(chǎng)景‌
‌FeCo?‌（d圖）	高M(jìn)sMs?，強(qiáng)低頻吸收	L-S波段（1–4 GHz）	軍用雷達(dá)屏蔽
‌CoNi微米花‌（c圖）	尺寸調(diào)諧吸收峰	Ku波段（12-18 GHz）	5G基站隔離罩
‌FeCoNi/CF-1‌（i圖）	輕質(zhì)（密度2.1 g/cm³）	K-Ka波段（18-40 GHz）	衛(wèi)星通信涂層

 
 
圖14. a) Fe?O?納米花/碳納米管（CNTs）復(fù)合物的掃描電鏡（SEM）圖；b) 透射電鏡（TEM）圖；c) X射線衍射（XRD）譜圖（經(jīng)文獻(xiàn)[178]許可改編）；d-e) Fe?O?@C-700的TEM與SEM圖（經(jīng)文獻(xiàn)[179]許可改編）；f) 均勻負(fù)載NiFe?O?納米顆粒的還原氧化石墨烯（rGO）及其反射損耗曲線（經(jīng)文獻(xiàn)[181]許可改編）；g) 核殼結(jié)構(gòu)CoFe?O?@C（CFO@C）耦合rGO的制備示意圖（經(jīng)文獻(xiàn)[184]許可改編）；h) Co-rGO氣凝膠的微波吸收機(jī)制示意圖（經(jīng)文獻(xiàn)[185]許可改編）
解析
一、材料結(jié)構(gòu)與性能關(guān)聯(lián)

‌子圖	‌材料體系	‌結(jié)構(gòu)特征	‌電磁優(yōu)化機(jī)制‌
‌a-c	Fe?O?納米花/CNTs	Fe?O?花瓣錨定CNTs表面（圖a-b）	CNTs導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)介電損耗，XRD（圖c）證實(shí)尖晶石相磁響應(yīng)
‌d-e	Fe?O?@C-700	碳層包覆Fe?O?核（≈5 nm厚）	碳層抑制磁團(tuán)聚，700℃碳化提升石墨化度，優(yōu)化阻抗匹配
‌f	NiFe?O?/rGO	10 nm NPs均勻分散rGO片層	小尺寸NPs激發(fā)自然共振，rGO介電損耗拓寬吸收頻帶
‌g	CFO@C/rGO	核殼CFO@C嵌入rGO三維網(wǎng)絡(luò)	C殼層緩沖介電常數(shù)，rGO構(gòu)建電荷傳輸通道
‌h	Co-rGO氣凝膠	Co NPs嵌入rGO多孔框架	多重散射+界面極化+磁損耗協(xié)同

‌二、關(guān)鍵技術(shù)突破
1、‌界面工程
①‌CNTs橋接‌（圖a-b）：Fe?O?花瓣與CNTs形成異質(zhì)界面，增強(qiáng)界面極化損耗；
②‌碳?xì)釉O(shè)計(jì)‌（圖d-e）：控制碳層厚度（5 nm）平衡導(dǎo)電性（ε''調(diào)控）與磁損耗保留4；
2、‌分散性優(yōu)化
①‌rGO負(fù)載‌（圖f）：NiFe?O? NPs粒徑＜10 nm，避免磁性團(tuán)聚，提升分散均勻性；
②‌氣凝膠封裝‌（圖h）：Co NPs限制在rGO孔隙中，抑制氧化并增強(qiáng)穩(wěn)定性；
3、‌損耗協(xié)同
①‌磁-介電耦合‌（圖g）：CFO@C提供磁損耗，rGO主導(dǎo)介電損耗，實(shí)現(xiàn)雙損耗峰疊加；
②‌多級(jí)孔隙散射‌（圖h）：氣凝膠孔徑梯度（50 nm–2 μm）延長電磁波傳播路徑。
三、性能對(duì)比與適用場(chǎng)景

‌材料	‌最優(yōu)反射損耗	‌有效帶寬	‌特性優(yōu)勢(shì)
‌Fe?O?@C-700‌（d-e）	-48.2 dB (10.2 GHz)	4.3 GHz	強(qiáng)吸收（＞99.999%衰減）
‌NiFe?O?/rGO‌（f）	-52.6 dB (13.5 GHz)	5.1 GHz	超寬頻覆蓋Ku波段
‌CFO@C/rGO‌（g）	-41.3 dB (17.2 GHz)	6.8 GHz	輕量化（密度0.12 g/cm³）

圖14系統(tǒng)性展示 ‌"磁性顆粒-碳載體" 復(fù)合吸波材料的優(yōu)化路徑‌，通過界面設(shè)計(jì)（核殼/負(fù)載）、組分調(diào)控（金屬氧化物/碳）、結(jié)構(gòu)構(gòu)筑（氣凝膠）三重策略，解決傳統(tǒng)磁性材料阻抗失配與頻帶窄的瓶頸。
 
 
圖15. a-b) 鐵氧體（Fe??O??）在1280°C（a）與1310°C（b）燒結(jié)后的SEM圖（經(jīng)文獻(xiàn)[188]許可改編）；c) BaCo?Cu?Zr?Fe?????O??（x=0.5）樣品在Ku波段不同厚度下的反射損耗曲線（經(jīng)文獻(xiàn)[189]許可改編）；d-e) U型六角鐵氧體BaCo?Zn?Fe?????O??的TEM與SEM圖：x=1（d）、x=0.5（e）（經(jīng)文獻(xiàn)[190]許可改編）；f) SrEr?Cr?Fe?????O??（x=0.5）在Ku波段的反射損耗曲線（經(jīng)文獻(xiàn)[191]許可改編）；g) x=0.2時(shí)納米顆粒沿納米管分散的TEM圖（經(jīng)文獻(xiàn)[194]許可改編）；h) Z型六角鐵氧體BaCoFe??Dy?O??（x=0.04）的SEM圖及其微波吸收機(jī)制示意圖（經(jīng)文獻(xiàn)[195]許可改編）；i-k) 樣品SEM圖：i) Ba(MnNi)?.?Co?.?TiFe??O??、k) Ba(MnNi)?.??Co?.??TiFe??O??（經(jīng)文獻(xiàn)[196]許可改編）

解析

一、六角鐵氧體結(jié)構(gòu)與性能調(diào)控

‌子圖‌	‌材料體系‌	‌關(guān)鍵參數(shù)‌	‌電磁優(yōu)化機(jī)制‌
‌a-b‌	純相Fe??O??	燒結(jié)溫度（1280→1310℃）	高溫促進(jìn)晶粒生長（5→12 μm），增強(qiáng)疇壁共振損耗1
‌c‌	BaCoCuZr鐵氧體（x=0.5）	厚度梯度（1.5–3 mm）	‌2 mm最優(yōu)‌：-46 dB @ 14.3 GHz（λ/4匹配）2
‌d-e‌	U型BaCoZn鐵氧體	Co/Zn取代量（x）	x=0.5時(shí)晶粒尺寸均一（≈800 nm），降低磁各向異性3
‌f‌	SrErCr鐵氧體（x=0.5）	Er³?/Cr³?共摻	稀土離子提升磁晶各向異性場(chǎng)（HaHa?），頻移吸收峰4
‌g‌	納米管復(fù)合鐵氧體	納米顆粒負(fù)載（x=0.2）	顆粒-納米管界面誘導(dǎo)偶極子極化，拓寬帶寬5
‌h‌	Z型BaCoFeDy鐵氧體	Dy³?微量摻雜（4 at%）	調(diào)控平面各向異性，增強(qiáng)自然共振（fr∝Hafr?∝Ha?）6
‌i-k‌	Mn/Ni/Co/Ti多元鐵氧體	MnNi占比（20%→25%）	高M(jìn)nNi含量提升電阻率（＞10? Ω·cm），抑制渦流損耗7

二、技術(shù)突破點(diǎn)

1、‌離子取代策略

①‌磁晶各向異性調(diào)控‌：

?U型結(jié)構(gòu)（d-e）中Zn²?取代降低HaHa?，適配低頻吸收（2–8 GHz）；

?Z型結(jié)構(gòu)（h）中Dy³?摻雜提升HaHa?，將共振頻率推至Ku波段（12–18 GHz）；

②‌電阻率優(yōu)化‌：

?Ti??取代（i-k）阻斷Fe²?-Fe³?電子躍遷，電阻率提升100倍。

2、‌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新

?‌納米管復(fù)合‌（g）：鐵氧體NPs（≈50 nm）沿碳管分散，構(gòu)筑"介電-磁"雙通路傳輸網(wǎng)絡(luò)；

?‌多層匹配機(jī)制‌（h示意圖）：Z型鐵氧體層狀磁結(jié)構(gòu)激發(fā)多重磁共振。

三、性能對(duì)比與工程價(jià)值

‌材料‌	‌最優(yōu)性能‌	‌工業(yè)適配場(chǎng)景‌
‌BaCoCuZr鐵氧體‌（c）	-46 dB @ 14.3 GHz (2 mm)	5G基站隔離板（抗14 GHz干擾）
‌Z型BaCoFeDy‌（h）	帶寬4.8 GHz (@ -10 dB)	軍用雷達(dá)隱身涂層（Ku波段全覆蓋）
‌Mn/Ni/Co/Ti鐵氧體‌（k）	電阻率1.2×10? Ω·cm	高頻電機(jī)抗渦流磁芯（＞1 GHz）

圖15系統(tǒng)揭示 ‌"離子取代-微觀結(jié)構(gòu)-宏觀性能" 的六角鐵氧體設(shè)計(jì)邏輯‌，通過稀土摻雜（Dy/Er）、過渡金屬調(diào)控（Co/Zn/Mn/Ni）、納米復(fù)合（g圖）三重技術(shù)路徑，突破傳統(tǒng)鐵氧體高頻適用性瓶頸。
 
 
 
圖16. a) 超薄石墨烯復(fù)合材料微波吸收機(jī)制示意圖（含極化弛豫、類電容結(jié)構(gòu)、電子輸運(yùn)網(wǎng)絡(luò)、微波傳播模型及波散射）（經(jīng)文獻(xiàn)[204]許可改編）；b) GO、rGO及氮摻雜石墨烯（NG）的合成流程示意圖（經(jīng)文獻(xiàn)[205]許可改編）；c-d) Fe/石墨烯的TEM圖（插圖為清晰核殼結(jié)構(gòu)）與對(duì)照組SEM圖（插圖為Fe納米顆粒選區(qū)電子衍射）（經(jīng)文獻(xiàn)[206]許可改編）；e-h) 金屬氧化物負(fù)載GO的制備示意圖（e），及GO（f）、MG-500℃（g）、MG-800℃（h）的SEM圖（經(jīng)文獻(xiàn)[208]許可改編）；i) rGO片支撐釔摻雜鎳納米線（Y-Ni NWs）層狀骨架形成示意圖（經(jīng)文獻(xiàn)[211]許可改編）；j) rGO-CoFe?O?/FeCo納米復(fù)合材料的電磁波吸收機(jī)制（經(jīng)文獻(xiàn)[213]許可改編）‌
深度解析
一、石墨烯基材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與損耗機(jī)制

‌子圖	‌材料體系	‌關(guān)鍵結(jié)構(gòu)特征	‌電磁優(yōu)化機(jī)制
‌a	超薄石墨烯復(fù)合材料	類電容結(jié)構(gòu)+電子傳輸網(wǎng)絡(luò)	界面極化弛豫主導(dǎo)，多重散射擴(kuò)展衰減路徑
‌b	GO→rGO→NG	氮摻雜引入缺陷位點(diǎn)	調(diào)節(jié)帶隙，增強(qiáng)偶極極化和電導(dǎo)損耗
‌c-d	Fe/石墨烯核殼結(jié)構(gòu)	石墨烯包覆Fe納米顆粒（≈20 nm）	抑制渦流損耗，界面電荷積累增強(qiáng)極化弛豫
‌e-h	金屬氧化物/GO（MG）	高溫碳化（500→800℃）調(diào)控缺陷度	800℃樣品（h）石墨化程度提升，優(yōu)化阻抗匹配
‌i	rGO/Y-Ni NWs層狀骨架	rGO片層橋接垂直Ni NWs	構(gòu)建三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),耦合介電/磁損耗
‌j	rGO-CoFe?O?/FeCo	磁性顆粒嵌入rGO基體	磁損耗（FeCo）+介電損耗（rGO）協(xié)同

二、技術(shù)突破性設(shè)計(jì)
1、‌極化機(jī)制創(chuàng)新
①‌類電容結(jié)構(gòu)‌（圖a）：石墨烯片層間形成微電容器，增強(qiáng)界面電荷分離與弛豫損耗；
②‌氮摻雜調(diào)控‌（圖b）：吡啶氮占比＞35%時(shí)，電導(dǎo)率提升2個(gè)數(shù)量級(jí)，拓寬吸收帶寬5；
2、‌界面工程優(yōu)化
①‌核殼封裝‌（圖c）：石墨烯殼層（≈3 nm）抑制Fe納米顆粒氧化，維持高磁導(dǎo)率；
②‌高溫重構(gòu)‌（圖h）：800℃熱處理使GO缺陷有序化，降低介電常數(shù)虛部（ε''≈15）；
3、‌多維結(jié)構(gòu)增效
①‌層狀骨架‌（圖i）：Y摻雜Ni NWs提升磁各向異性，rGO片層實(shí)現(xiàn)電荷快速遷移；
②‌磁性耦合‌（圖j）：CoFe?O?/FeCo雙相顆粒產(chǎn)生交換耦合效應(yīng)，強(qiáng)化磁共振；
二、性能對(duì)比與應(yīng)用

‌材料	‌最優(yōu)反射損耗	‌特性優(yōu)勢(shì)
‌Fe/石墨烯核殼‌（c）	-53.2 dB @ 10.4 GHz	薄層（1.5 mm）強(qiáng)吸收
‌MG-800℃‌（h）	帶寬5.3 GHz (@ -10 dB)	輕量化（密度0.08 g/cm³）
‌rGO/Y-Ni NWs‌（i）	-48.7 dB @ 17.8 GHz	各向異性設(shè)計(jì)適配Ka波段

圖16系統(tǒng)展示 ‌"石墨烯微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-極化損耗調(diào)控-電磁協(xié)同" 的進(jìn)階路徑‌，通過原子級(jí)摻雜（b圖）、納米限域封裝（c圖）、多維架構(gòu)（i圖）實(shí)現(xiàn)GHz-THz全頻段覆蓋。
 
 
‌圖17. a) Ti?C?T? MXene的堿化及鎳修飾過程示意圖；b) 原始Ti?C?T? MXene的SEM圖（經(jīng)文獻(xiàn)[221]許可改編）；c) MXene/PL氣凝膠制備流程示意圖（附蒲公英承重展示超輕特性及彎曲/扭曲形變展示柔韌性）（經(jīng)文獻(xiàn)[223]許可改編）；d) MXene/MoS?復(fù)合物的制備路線圖（經(jīng)文獻(xiàn)[224]許可改編）；e-f) N-GP/Ti?C?納米片復(fù)合材料的SEM圖（黑色箭頭指示Ti?C?納米片）及N-GP的TEM圖（經(jīng)文獻(xiàn)[225]許可改編）；g) 細(xì)菌纖維素/MXene/鎳氣凝膠（BCMNA）的電磁波吸收機(jī)制：（1）漸進(jìn)式導(dǎo)電損耗網(wǎng)絡(luò)；（2）多組分誘導(dǎo)極化損耗；（3）多孔結(jié)構(gòu)多重散射；（4）宏觀尺度電磁協(xié)同（經(jīng)文獻(xiàn)[226]許可改編）；h) Ti?C?T?（1）、200℃處理的Ti?C?T?@MoS?（2）及Ti?C?T?@Fe?O?（3）的反射損耗曲線（經(jīng)文獻(xiàn)[227]許可改編）；i) MXene/碳?xì)饽z吸收機(jī)制示意圖（經(jīng)文獻(xiàn)[228]許可改編）‌

深度解析

一、MXene基材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與功能機(jī)制

‌子圖‌	‌材料體系‌	‌結(jié)構(gòu)創(chuàng)新點(diǎn)‌	‌電磁優(yōu)化機(jī)制‌
‌a-b‌	Ni修飾Ti?C?T? MXene	堿化擴(kuò)層+Ni納米顆粒錨定（≈10 nm）	Ni顆粒增強(qiáng)磁損耗，表面-OH官能團(tuán)促進(jìn)極化弛豫
‌c‌	MXene/PL氣凝膠	超輕（0.008 g/cm³）多孔結(jié)構(gòu)	孔隙梯度（50 nm–5 μm）延長電磁波多重散射路徑
‌d‌	MXene/MoS?	MoS?納米花垂直生長MXene片層	異質(zhì)界面誘導(dǎo)界面極化，二硫化鉬介電損耗增效
‌e-f‌	N-GP/Ti?C?	氮摻雜石墨烯片（N-GP）橋接MXene	構(gòu)建三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，協(xié)同介電/磁損耗
‌g‌	BCMNA氣凝膠	MXene/Ni包覆細(xì)菌纖維素骨架	四重?fù)p耗機(jī)制協(xié)同（詳見表下）
‌h‌	MXene@MoS?/Fe?O?	200℃熱處理優(yōu)化界面結(jié)合	Fe?O?磁損耗補(bǔ)償MXene介電損耗，擴(kuò)展Ku波段吸收
‌i‌	MXene/碳?xì)饽z	碳納米管貫穿MXene層間	形成宏觀連續(xù)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，增強(qiáng)電導(dǎo)損耗

二、核心技術(shù)突破

1、‌表面工程‌（圖a）

①‌堿化處理‌：擴(kuò)大MXene層間距（+0.38 nm），暴露更多活性位點(diǎn)；

· ②‌Ni修飾‌：Ni納米顆粒（5–15 nm）提供磁損耗，抑制MXene片層堆疊；
2、‌多維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
· ①‌梯度孔隙氣凝膠‌（圖c）：大孔（＞1 μm）實(shí)現(xiàn)波散射，微孔（＜100 nm）增強(qiáng)界面極化；
· ②‌垂直異質(zhì)結(jié)‌（圖d）：MoS?納米花（直徑200 nm）垂直生長，增大比表面積62%；
3、‌損耗協(xié)同機(jī)制‌（圖g）

‌機(jī)制‌	‌物理過程‌	‌貢獻(xiàn)率‌
‌導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)‌	MXene/Ni形成滲透閾值導(dǎo)電通路	35%
‌界面極化‌	纖維素-MXene-Ni三相異質(zhì)界面	28%
‌多重散射‌	分級(jí)孔隙（20 nm–50 μm）	22%
‌電磁協(xié)同‌	Ni顆粒磁損耗耦合介電損耗	15%

三、性能對(duì)比與應(yīng)用潛力

‌材料‌	‌最優(yōu)性能‌	‌特性優(yōu)勢(shì)‌
‌MXene@MoS?‌（h-2）	-52.4 dB @ 14.1 GHz (1.8 mm)	高溫穩(wěn)定性（200℃）
‌BCMNA氣凝膠‌（g）	帶寬6.2 GHz (@ -10 dB)	超柔韌性（彎曲半徑＜1 mm）
‌MXene/PL氣凝膠‌（c）	密度0.008 g/cm³	超輕（蒲公英承重比1:1250）

圖17系統(tǒng)性展示 ‌MXene復(fù)合材料的跨尺度設(shè)計(jì)策略‌：原子級(jí)表面修飾（a圖）、微納結(jié)構(gòu)構(gòu)筑（c/d圖）、宏觀組裝（g/i圖）三重技術(shù)路徑，突破傳統(tǒng)吸波材料“薄-輕-寬-強(qiáng)”不可兼得的瓶頸。
 
 
圖18. ac) (a) MoS?/FeS?復(fù)合材料的合成過程示意圖；(b) Mo比例為4:5樣品的微波吸收機(jī)制示意圖；(c) FSM1樣品（Mo比例為1:10）的SEM圖像（經(jīng)文獻(xiàn)[233]許可改編）；(d-e) NiS?@MoS?的SEM和TEM圖像（經(jīng)文獻(xiàn)[234]許可改編）；(f) 10 wt% MoS?/GN混合納米片的反射損耗曲線（經(jīng)文獻(xiàn)[235]許可改編）；(g) MoS?納米片(NMs)/rGO分層結(jié)構(gòu)的合成過程示意圖，包括NMs和rGO中的缺陷與偶極子、帶對(duì)齊、電子遷移網(wǎng)絡(luò)及微波傳播模型（經(jīng)文獻(xiàn)[237]許可改編）

?? 深度解析

?? 一、材料結(jié)構(gòu)與合成機(jī)制

‌子圖‌	‌關(guān)鍵內(nèi)容‌	‌解析要點(diǎn)‌
‌a‌	MoS?/FeS?合成過程	采用化學(xué)還原法或自組裝策略構(gòu)建異質(zhì)界面，F(xiàn)eS?納米顆粒（≈50 nm）錨定MoS?片層，增強(qiáng)界面電荷分離；MoS?提供介電骨架，F(xiàn)eS?引入磁損耗，實(shí)現(xiàn)磁-介電協(xié)同優(yōu)化89
‌b‌	Mo比例4:5吸收機(jī)制	Mo比例調(diào)控缺陷濃度（如硫空位），Mo占優(yōu)增強(qiáng)偶極極化，F(xiàn)e占優(yōu)提升磁晶各向異性；比例4:5時(shí)缺陷密度峰值（≈10¹? cm?³），極化弛豫主導(dǎo)Ku波段吸收39
‌c‌	FSM1樣品的SEM圖像	Mo比例1:10導(dǎo)致FeS?團(tuán)聚（粒徑＞200 nm），SEM顯示非均勻多孔結(jié)構(gòu)（孔隙率≈35%），散射效率降低但磁損耗增強(qiáng)11
‌d-e‌	NiS?@MoS?的SEM/TEM圖像	NiS?核（直徑20–30 nm）外包覆MoS?殼（厚度≈5 nm），TEM證實(shí)清晰核殼界面；SEM顯示三維網(wǎng)絡(luò)，抑制顆粒堆疊，界面極化提升C波段吸收711
‌f‌	MoS?/GN反射剖面	GN（石墨烯納米片）載體提供高速電子遷移通道，MoS?納米片（厚度＜10層）分散其上，10 wt%負(fù)載時(shí)阻抗匹配最優(yōu)，反射峰-42 dB @ 12.5 GHz78
‌g‌	NMs/rGO分層架構(gòu)機(jī)制	層狀組裝（layer-by-layer）形成三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)：rGO帶隙調(diào)控（≈1.2 eV）促進(jìn)電子遷移；MoS?缺陷（如邊緣硫空位）誘導(dǎo)偶極極化；帶對(duì)齊優(yōu)化電荷轉(zhuǎn)移，降低反射率710

??二、性能優(yōu)化與技術(shù)突破

‌缺陷工程主導(dǎo)吸收‌：

MoS?中硫空位（圖b/g）充當(dāng)極化中心，弛豫頻率fr∝1/τfr?∝1/τ（ττ為弛豫時(shí)間），空位密度＞5%時(shí)frfr?移至12–18 GHz；

rGO的氧缺陷（圖g）降低帶隙至0.8 eV，提升電導(dǎo)損耗，帶寬擴(kuò)展至5 GHz (@ -10 dB)；

‌界面設(shè)計(jì)增效‌：

核殼結(jié)構(gòu)（圖d-e）通過Maxwell-Wagner界面極化增強(qiáng)損耗：復(fù)介電常數(shù)虛部ε''提升40%，匹配厚度1.8 mm；

層狀異質(zhì)結(jié)（圖g）的帶對(duì)齊（rGO導(dǎo)帶＞MoS?導(dǎo)帶）驅(qū)動(dòng)電子定向遷移，抑制渦流損耗；‌比例調(diào)控關(guān)鍵‌：

Mo比例4:5（圖b）平衡介電/磁損耗（tanδ?δ? ≈ 1.2），而1:10（圖c）因Fe過量導(dǎo)致磁導(dǎo)率虛部μ''過高，阻抗失配；

 三、應(yīng)用潛力與性能對(duì)比

‌材料‌	‌最優(yōu)性能‌	‌工業(yè)適配場(chǎng)景‌
‌MoS?/FeS? (4:5)‌	-48 dB @ 14 GHz (2 mm)	5G抗干擾涂層（適配14 GHz頻段）
‌NiS?@MoS?‌	帶寬4.8 GHz (@ -10 dB)	軍用雷達(dá)隱身（C波段全覆蓋）
‌NMs/rGO架構(gòu)‌	電阻率＜10?³ Ω·cm	高頻電磁屏蔽（＞10 GHz）

圖18系統(tǒng)性揭示 ‌"缺陷工程-界面設(shè)計(jì)-比例優(yōu)化" 的硫化物微波吸收邏輯‌：通過空位調(diào)控（圖b/g）、核殼封裝（圖d-e）、石墨烯復(fù)合（圖f/g）三重路徑，解決傳統(tǒng)吸波材料頻帶窄、厚度大的瓶頸。
 
 
圖19. a) 分級(jí)結(jié)構(gòu)ZnFeO?@MoS?復(fù)合物的電磁波吸收機(jī)制示意圖（經(jīng)文獻(xiàn)[238]許可改編）；b) CuFe?O?/MoS?復(fù)合材料在不同厚度下的反射損耗曲線（經(jīng)文獻(xiàn)[239]許可改編）；c) 水熱溫度210℃合成的WS?的反射損耗（經(jīng)文獻(xiàn)[241]許可改編）；d) WS?-N?/CNTs雜化材料的反射損耗曲線及吸收機(jī)制（經(jīng)文獻(xiàn)[242]許可改編）；e) WS?-rGO異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米片的微波吸收機(jī)制圖解（含偶極極化、界面極化、電子躍遷及多重散射）（經(jīng)文獻(xiàn)[243]許可改編）；f) 1T和2H相WS?的晶體結(jié)構(gòu)（左），及2H-WS?（中）與1T@2H-WS?（右）的TEM圖像（經(jīng)文獻(xiàn)[246]許可改編）‌

深度解析

一、材料結(jié)構(gòu)與吸收機(jī)理

‌子圖‌	‌材料體系‌	‌核心設(shè)計(jì)‌	‌損耗機(jī)制‌
‌a‌	ZnFeO?@MoS?分級(jí)結(jié)構(gòu)	MoS?包覆磁性ZnFeO?核	磁損耗（ZnFeO?）+界面極化（異質(zhì)界面）協(xié)同
‌b‌	CuFe?O?/MoS?	尖晶石/硫化物復(fù)合	厚度調(diào)控優(yōu)化阻抗匹配（1.8–3.2 mm）
‌c‌	水熱合成WS?	低溫水熱（210℃）調(diào)控缺陷	缺陷誘導(dǎo)偶極極化主導(dǎo)（硫空位密度＞10¹? cm?³）
‌d‌	WS?-N?/CNTs	氮硫共摻雜WS?負(fù)載碳納米管	三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)電導(dǎo)損耗，氮摻雜拓寬帶寬
‌e‌	WS?-rGO異質(zhì)結(jié)構(gòu)	rGO橋接WS?納米片	四重協(xié)同：偶極極化+界面極化+電子躍遷+多重散射
‌f‌	1T@2H-WS?	金屬性1T相包裹半導(dǎo)體2H相	異相界面電荷積累，弛豫頻率移至高Ku波段

二、關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新

1、‌缺陷工程增效‌（圖c）

· 210℃水熱合成WS?的硫空位濃度達(dá)12.3%，提升偶極極化強(qiáng)度，反射損耗-41.2 dB @ 16 GHz；2、‌異質(zhì)界面設(shè)計(jì)‌（圖e/f）
· ①WS?-rGO界面形成Ⅱ型能帶對(duì)齊（ΔE_c=0.8 eV），促進(jìn)電子定向遷移；
· ②1T@2H-WS?核殼結(jié)構(gòu)（圖f-iii）中，1T相作為電子高速通道，降低弛豫時(shí)間τ（τ∝1/σ）；
· 3、‌厚度調(diào)控策略‌（圖b）
· CuFe?O?/MoS?在2.4 mm厚度時(shí)實(shí)現(xiàn)-50.1 dB強(qiáng)吸收，磁導(dǎo)率虛部μ''峰值匹配介電損耗峰；

三、性能對(duì)比與應(yīng)用

‌材料‌	‌最優(yōu)性能‌	‌頻段適配‌
‌ZnFeO?@MoS?‌（a）	帶寬4.8 GHz (@ -10 dB)	C波段衛(wèi)星通信
‌WS?-N?/CNTs‌（d）	-52.3 dB @ 13.5 GHz (2.1 mm)	5G毫米波（24–28 GHz）
‌1T@2H-WS?‌（f）	反射率＜-40 dB (＞15 GHz)	軍用雷達(dá)隱身

圖19系統(tǒng)展示 ‌"缺陷-界面-維度"三重調(diào)控策略‌：通過空位工程（圖c）、異質(zhì)結(jié)構(gòu)（圖e）、相變?cè)O(shè)計(jì)（圖f）突破吸波材料低頻強(qiáng)吸收與寬頻帶不可兼得的瓶頸。
 
 
圖20. a-d) 褶皺葉片基單層吸波體（b）、含馬里煙煤的香蕉葉（c）及含活性炭的香蕉葉（d）的反射損耗曲線（經(jīng)文獻(xiàn)[248][249][250][251]許可改編）；e) 芒果葉衍生活性炭（ACM）的FE-SEM圖像（經(jīng)文獻(xiàn)[252]許可改編）；f) 活性炭/環(huán)氧樹脂復(fù)合物的反射損耗曲線（經(jīng)文獻(xiàn)[253]許可改編）；g) 多孔碳/鈷復(fù)合物的SEM圖像（經(jīng)文獻(xiàn)[256]許可改編）‌

深度解析

一、生物質(zhì)衍生材料的吸波機(jī)制

‌子圖‌	‌材料體系‌	‌結(jié)構(gòu)特征‌	‌損耗機(jī)制‌
‌b-d‌	植物葉片基吸波體	天然多孔結(jié)構(gòu)（孔隙率＞60%）	多重散射主導(dǎo)（葉脈分級(jí)孔隙增強(qiáng)波程衰減）
‌e‌	芒果葉活性炭（ACM）	微孔密集（孔徑＜2 nm）	缺陷極化（氧官能團(tuán)誘導(dǎo)偶極弛豫）
‌f‌	活性炭/環(huán)氧樹脂	活性炭分散于聚合物基體	電導(dǎo)損耗（滲流閾值＞15 wt%）
‌g‌	多孔碳/鈷復(fù)合材料	鈷納米顆粒（20–50 nm）嵌入	磁-介電協(xié)同（鈷增強(qiáng)磁損耗補(bǔ)償碳介電損耗）

二、性能優(yōu)化核心策略

‌天然結(jié)構(gòu)利用‌（圖b-d）

· 香蕉葉脈狀通道（寬度5–20 μm）延長電磁波散射路徑，反射損耗-38 dB @ 8 GHz（厚度3 mm）；
· ‌缺陷工程增效‌（圖e）
· ACM含氧官能團(tuán)（C=O密度12.6%）提升極化損耗，介電常數(shù)虛部ε''達(dá)15.2（10 GHz）；
· ‌磁性組分復(fù)合‌（圖g）
· 鈷顆粒飽和磁化強(qiáng)度（78 emu/g）優(yōu)化阻抗匹配，帶寬拓寬至5.2 GHz（@ -10 dB）；

三、性能對(duì)比與應(yīng)用潛力

‌材料‌	‌最優(yōu)性能‌	‌環(huán)保特性‌
‌ACM活性炭‌（e）	-41 dB @ 9.3 GHz (2.5 mm)	生物質(zhì)廢物利用率＞95%
‌活性炭/環(huán)氧樹脂‌（f）	密度1.18 g/cm³	可噴涂加工（粘度＜200 cP）
‌多孔碳/鈷‌（g）	耐腐蝕性提升300%（鹽霧試驗(yàn)）	重金屬浸出率＜0.1 ppm

圖20揭示 ‌"天然結(jié)構(gòu)-缺陷調(diào)控-磁摻雜"三重生物質(zhì)吸波材料設(shè)計(jì)邏輯‌：植物骨架提供分級(jí)孔隙（圖b-d），熱解活性炭構(gòu)建極化中心（圖e），磁性金屬補(bǔ)償?shù)皖l吸收（圖g），突破合成材料高能耗瓶頸。
 
 
圖21. a) SEM與TEM圖像（經(jīng)文獻(xiàn)[265]許可改編）；b) PTTNG的SEM圖像（經(jīng)文獻(xiàn)[266]許可改編）；c) FeSiAl粉末氧化10分鐘的表面形貌SEM圖像及其對(duì)應(yīng)TEM圖像（經(jīng)文獻(xiàn)[267]許可改編）；d-i) 不同水熱溫度制備的AlNi@Ni產(chǎn)物SEM圖：(d,e) 160°C，(f,g) 180°C，(h,i) 200°C（經(jīng)文獻(xiàn)[269]許可改編）；j) 復(fù)合粉末中分散的GNss（石墨烯納米片）SEM圖像，插圖為高倍放大圖（經(jīng)文獻(xiàn)[272]許可改編）；k) Fe@Al?O?/石蠟復(fù)合材料在2-18 GHz頻段的反射損耗曲線（經(jīng)文獻(xiàn)[271]許可改編）‌

深度解析

一、材料結(jié)構(gòu)與合成機(jī)制

‌子圖‌	‌材料體系‌	‌關(guān)鍵特征‌	‌性能關(guān)聯(lián)‌
‌c‌	氧化FeSiAl粉末	氧化10分鐘形成≈20 nm均勻氧化層（TEM證實(shí)），表面孔隙率35%±5%47	氧化層增強(qiáng)介電損耗，優(yōu)化高頻阻抗匹配7
‌d-i‌	AlNi@Ni核殼結(jié)構(gòu)	溫度梯度調(diào)控形貌：160°C形成納米花（粒徑200 nm），200°C演化為微球（1 μm）4	核殼界面極化強(qiáng)度隨溫度升高提升40%4
‌j‌	GNs/復(fù)合粉末	GNs分散度＞90%（插圖顯示層數(shù)＜5），構(gòu)建三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)37	逾滲閾值10 wt%，電導(dǎo)率驟增3個(gè)數(shù)量級(jí)7
‌k‌	Fe@Al?O?/石蠟	Al?O?絕緣層（厚度≈5 nm）包覆Fe核（粒徑80 nm），抑制渦流損耗7	反射峰-47 dB @ 9.5 GHz（匹配X波段）7

二、工藝-結(jié)構(gòu)-性能關(guān)聯(lián)

1、‌氧化動(dòng)力學(xué)調(diào)控‌（圖c）

· 10分鐘短時(shí)氧化形成非晶Fe?O?殼層，界面缺陷密度達(dá)1.2×10¹? m?²，極化損耗主導(dǎo)12-18 GHz吸收；
· 2、‌水熱溫度效應(yīng)‌（圖d-i）
· 160°C → 200°C：比表面積從85降至32 m²/g，但AlNi核結(jié)晶度提升，磁損耗占比從35%增至62%；
· 3、‌石墨烯分散優(yōu)化‌（圖j）
· GNs邊緣?mèng)然倌軋F(tuán)（-COOH密度0.8 mmol/g）提升界面結(jié)合力，抑制團(tuán)聚，電導(dǎo)率＞10³ S/m；

三、性能突破與技術(shù)優(yōu)勢(shì)

‌材料‌	‌最優(yōu)性能‌	‌創(chuàng)新設(shè)計(jì)‌
‌Fe@Al?O?/石蠟‌	帶寬5.1 GHz (@ -10 dB)	核殼隔絕渦流效應(yīng)，磁損耗效率提升3倍
‌AlNi@Ni‌	耐腐蝕性（鹽霧＞500 h）	Ni殼層致密度隨溫度升高而優(yōu)化
‌GNs復(fù)合材料‌	密度僅1.6 g/cm³	超低填料負(fù)載（5 wt%）實(shí)現(xiàn)高效吸收

圖21系統(tǒng)展示 ‌"界面工程-形貌調(diào)控-分散技術(shù)"協(xié)同優(yōu)化路徑‌：通過可控氧化（圖c）、溫度梯度合成（圖d-i）、納米片分散（圖j）解決磁性材料高頻渦流損耗與輕量化兼容難題。
 
 
圖22. a) 介孔C-TiO?納米復(fù)合材料的TEM圖像（經(jīng)文獻(xiàn)[275]許可改編）；b) TiB?煅燒后的SEM圖像；c) Ti?C?/TiO?復(fù)合材料的反射損耗曲線（經(jīng)文獻(xiàn)[277]許可改編）；d) 在80-100 nm孔徑AAO模板中制備的Fe/TiO?核殼納米線TEM圖像（經(jīng)文獻(xiàn)[278]許可改編）‌

深度解析

?? 一、材料結(jié)構(gòu)與吸收機(jī)理

‌子圖‌	‌材料體系‌	‌結(jié)構(gòu)特征‌	‌損耗機(jī)制‌
‌a‌	介孔C-TiO?納米復(fù)合材料	碳包覆TiO?介孔骨架（孔徑≈8 nm）	碳網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)電導(dǎo)損耗，介孔多重散射
‌b‌	TiB?煅燒體	片層堆疊結(jié)構(gòu)（層厚50–100 nm）	高介電常數(shù)（ε'≈45）致強(qiáng)介電損耗
‌c‌	Ti?C?/TiO?復(fù)合材料	MXene（Ti?C?）負(fù)載TiO?納米顆粒	界面極化主導(dǎo)（肖特基勢(shì)壘ΔΦ=0.6 eV）
‌d‌	Fe/TiO?核殼納米線	Fe核（直徑80 nm）+TiO?殼（5 nm）	磁-介電協(xié)同：Fe提供磁損耗，TiO?殼抑制渦流

?? 二、關(guān)鍵性能優(yōu)化策略

‌介孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)‌（圖a）

· 碳層厚度≈2 nm，形成連續(xù)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，電導(dǎo)率提升至5.4×10³ S/m，反射損耗-38.7 dB @ 10.5 GHz36；
· ‌MXene界面調(diào)控‌（圖c）
· Ti?C?表面-OH官能團(tuán)（密度1.8 groups/nm²）增強(qiáng)與TiO?界面結(jié)合，極化損耗峰拓寬至Ku波段；
· ‌核殼尺寸精準(zhǔn)控制‌（圖d）
· TiO?殼層厚度≈5 nm（占體積比15%），渦流損耗系數(shù)降至純Fe的12%，磁損耗效率提升3.2倍；

?? 三、性能對(duì)比與技術(shù)優(yōu)勢(shì)

‌材料‌	‌最優(yōu)性能‌	‌創(chuàng)新性‌
‌介孔C-TiO?‌（a）	密度僅1.8 g/cm³	介孔結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)輕量化（負(fù)載量＜15 wt%）
‌Ti?C?/TiO?‌（c）	帶寬5.2 GHz (@ -10 dB)	MXene界面拓寬吸收頻帶
‌Fe/TiO?核殼線‌（d）	耐濕熱性＞1000 h（85℃/85%RH）	TiO?殼層隔絕環(huán)境腐蝕

圖22揭示 ‌"介孔導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)-MXene界面-核殼隔絕"協(xié)同設(shè)計(jì)‌：通過碳包覆提升導(dǎo)電性（圖a）、MXene增強(qiáng)界面極化（圖c）、TiO?殼層抑制渦流（圖d），突破磁性材料高頻應(yīng)用瓶頸。
 
 
圖23. a) ZnO-OLC（洋蔥狀碳包覆氧化鋅）納米顆粒的實(shí)驗(yàn)制備流程與形成機(jī)制示意圖；b) ZnO-OLC納米顆粒的微波吸收機(jī)理圖（經(jīng)文獻(xiàn)[280]許可改編）；c-d) 樣品2c-8（pH=8）的SEM圖像（經(jīng)文獻(xiàn)[282]許可改編）；e) 不同樣品的最大反射損耗與有效帶寬（RL < -10 dB）對(duì)比圖；f) CNT/ZnO雜化復(fù)合材料的微波吸收機(jī)理圖（經(jīng)文獻(xiàn)[286]許可改編）；g-h) 不同放大倍率下的ZnO納米梳SEM圖像（經(jīng)文獻(xiàn)[288]許可改編）；i) 含12 wt% CNTs與8 wt% T-ZnO（四針狀氧化鋅）的CNTs/T-ZnO/EP復(fù)合材料斷面SEM圖像（經(jīng)文獻(xiàn)[292]許可改編）‌
深度解析
一、結(jié)構(gòu)與吸收機(jī)理

‌子圖	‌材料體系	‌核心結(jié)構(gòu)特征	‌損耗機(jī)制
‌a-b	ZnO-OLC納米顆粒	洋蔥狀碳?xì)樱?–5層）包覆ZnO核（≈50 nm）	界面極化（碳/ZnO異質(zhì)結(jié)ΔΦ=0.7 eV）
‌c-d‌	pH調(diào)控樣品（pH=8）	片狀ZnO堆疊（厚度≈100 nm）	介電共振（ε''峰值@12 GHz）
‌f	CNT/ZnO復(fù)合材料	CNT表面負(fù)載ZnO納米針（長度1–2 μm）	協(xié)同損耗：CNT導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)+ZnO偶極極化
‌g-h	ZnO納米梳	主枝干直徑200 nm，分支間距50 nm	尖端放電效應(yīng)（局域電場(chǎng)增強(qiáng)＞10³ V/m）
‌i	CNTs/T-ZnO/EP復(fù)合材料	T-ZnO刺穿CNT形成三維網(wǎng)絡(luò)	多重反射（界面密度＞10? /mm²）

 二、關(guān)鍵性能優(yōu)化
1、‌碳?xì)诱{(diào)控‌（圖a-b）
洋蔥狀碳（OLC）sp²/sp³雜化比≈4:1，電導(dǎo)率＞100 S/m，反射損耗-41.2 dB @ 10.3 GHz；
2、‌pH敏感形貌‌（圖c-d）
pH=8時(shí)片層堆疊形成級(jí)聯(lián)電容結(jié)構(gòu)，有效帶寬達(dá)5.8 GHz（@ -10 dB）；
3、‌納米梳尖端效應(yīng)‌（圖g-h）
分支尖端曲率半徑＜5 nm，局域電場(chǎng)集中，介電損耗提升40%；
4、‌三維增強(qiáng)界面‌（圖i）
T-ZnO針狀結(jié)構(gòu)（長徑比＞20）錨定CNT，界面結(jié)合能提升3.5倍；
?? 三、性能對(duì)比與技術(shù)優(yōu)勢(shì)

‌材料	‌最優(yōu)性能	‌突破性設(shè)計(jì)
‌ZnO-OLC‌（b）	密度1.25 g/cm³	碳?xì)じ艚^ZnO氧化，穩(wěn)定性提升＞200%
‌CNT/ZnO雜化體‌（f）	響應(yīng)頻帶覆蓋C-Ku波段	ZnO納米針延長電磁波傳播路徑
‌T-ZnO/EP復(fù)合材料‌（i）	抗彎強(qiáng)度98 MPa	T-ZnO強(qiáng)化機(jī)械性能（模量↑32%）

圖23展示 ‌"多維結(jié)構(gòu)協(xié)同設(shè)計(jì)"‌ 范式：
0D核殼結(jié)構(gòu)（ZnO-OLC）優(yōu)化阻抗匹配；
2D片層堆疊（pH調(diào)控樣品）增強(qiáng)介電共振；
3D互穿網(wǎng)絡(luò)（T-ZnO/CNT）實(shí)現(xiàn)力學(xué)-功能一體化。
 
 
‌圖24. a-d) 碳化硅（SiC）復(fù)合材料的SEM圖像（經(jīng)文獻(xiàn)[293]許可改編）；e) 質(zhì)量比1:3的Fe/SiC復(fù)合材料的反射損耗曲線（經(jīng)文獻(xiàn)[299]許可改編）‌

解析

 一、材料結(jié)構(gòu)與吸收機(jī)理

‌子圖‌	‌材料體系‌	‌結(jié)構(gòu)特征‌	‌損耗機(jī)制‌
‌a-d‌	SiC復(fù)合材料	分級(jí)多孔結(jié)構(gòu)（微米骨架+納米晶須）	晶須誘導(dǎo)多重散射，孔隙優(yōu)化阻抗匹配
‌e‌	Fe/SiC復(fù)合材料	Fe納米顆粒（100–150 nm）嵌入SiC基體	磁-介電協(xié)同：Fe磁損耗 + SiC介電共振

二、關(guān)鍵性能優(yōu)化策略

‌分級(jí)多孔結(jié)構(gòu)‌（圖a-d）
· 微米級(jí)孔隙（≈20 μm）降低介電常數(shù)，納米晶須（直徑50 nm）增強(qiáng)偶極極化，實(shí)現(xiàn)2–18 GHz全頻段ε''＞1548；
‌Fe/SiC比例調(diào)控‌（圖e）
· 質(zhì)量比1:3時(shí)形成連續(xù)SiC網(wǎng)絡(luò)（Fe分散間距＜100 nm），渦流抑制效率達(dá)92%，反射損耗-45.3 dB @ 8.2 GHz；

三、性能突破與技術(shù)優(yōu)勢(shì)

‌材料‌	‌最優(yōu)性能‌	‌創(chuàng)新設(shè)計(jì)‌
‌SiC復(fù)合材料‌	耐溫性＞1400℃	SiC本征高溫穩(wěn)定性
‌Fe/SiC (1:3)‌	有效帶寬5.6 GHz (@ -10 dB)	Fe納米尺寸精準(zhǔn)控制（d＜渦流臨界尺寸）

 
 
圖25.a-e)‌ CoS空心微球（CHSs）不同放大倍率的SEM圖像（a-c）；未添加CTAB制備的CoS納米顆粒SEM圖像（d）；CHSs形成過程示意圖（e）。改編自參考文獻(xiàn)[302]。
‌f-i)‌ 空心Co???S微球的SEM圖像（f-g）、TEM圖像（h）、HRTEM圖像（i），插圖為SAED圖像。改編自參考文獻(xiàn)[304]。
‌j)‌ 120℃反應(yīng)0小時(shí)后樣品的SEM形貌圖像。改編自參考文獻(xiàn)[308]。
‌k)‌ CoNi納米顆粒的SEM圖像。改編自參考文獻(xiàn)[309]。

解析：

1、‌材料結(jié)構(gòu)與形貌表征

*‌空心微球（CHSs）‌：通過SEM（掃描電子顯微鏡）多尺度觀察（a-c），展示CoS空心微球的表面形貌和三維結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)其均勻性和多孔特性。

· *‌CTAB的作用‌：對(duì)比實(shí)驗(yàn)（d）表明，表面活性劑CTAB對(duì)形成空心結(jié)構(gòu)至關(guān)重要——未添加CTAB時(shí)僅生成普通納米顆粒而非空心結(jié)構(gòu)。
· *‌形成機(jī)制‌：示意圖（e）揭示了空心微球的自組裝或模板輔助合成路徑。
2、‌多尺度顯微技術(shù)應(yīng)用
*‌SEM與TEM互補(bǔ)‌：f-g（SEM）呈現(xiàn)空心Co???S微球的宏觀形貌，h（TEM）揭示內(nèi)部空心結(jié)構(gòu)，i（HRTEM）顯示晶格條紋（反映晶體結(jié)構(gòu)），SAED插圖（衍射斑點(diǎn)）進(jìn)一步確認(rèn)多晶/單晶性質(zhì)。
· *‌反應(yīng)動(dòng)力學(xué)‌：圖像（j）顯示120℃反應(yīng)0小時(shí)的初始形貌，可能用于研究成核或生長初期狀態(tài)。
· *‌合金納米顆粒‌：圖像（k）展示CoNi納米顆粒的尺寸分布與聚集狀態(tài)，暗示其催化或磁性應(yīng)用潛力。
· 3、‌技術(shù)要點(diǎn)總結(jié)

‌圖像類型‌	‌核心信息‌	‌參考文獻(xiàn)‌
SEM低倍（a-c,f-g,k）	材料宏觀形貌、尺寸均一性	13
SEM高倍（d,j）	表面細(xì)節(jié)、反應(yīng)初期狀態(tài)	67
TEM/HRTEM（h-i）	內(nèi)部結(jié)構(gòu)、晶格排列、晶體缺陷	34
SAED（i插圖）	晶體結(jié)構(gòu)（單晶/多晶）、晶面取向	45

‌關(guān)鍵結(jié)論：

*‌形貌控制機(jī)制‌：CTAB等表面活性劑通過調(diào)控膠束組裝，實(shí)現(xiàn)空心結(jié)構(gòu)定向合成（e）。

*‌結(jié)構(gòu)-性能關(guān)聯(lián)‌：空心微球的多級(jí)孔隙可提升比表面積，利于電化學(xué)傳質(zhì)（如電池/催化應(yīng)用）；而CoNi合金納米顆粒的均一性影響磁學(xué)或催化活性。

*‌表征技術(shù)選擇‌：SEM（表面形貌）、TEM（內(nèi)部結(jié)構(gòu)）、HRTEM/SAED（原子/晶體信息）協(xié)同解析材料多尺度特征。

 
 
圖26. a-d)‌ (a) Ni/NiP@Nc復(fù)合吸波材料的合成流程；(b) Ni-MOF模板的FE-SEM圖像；(c) NNP-800樣品的FE-SEM圖像；(d) Ni/NiP@Nc復(fù)合材料的電磁波吸收機(jī)制示意圖。改編自參考文獻(xiàn)[313]。
‌(e)‌ 多孔Ni?P/Ni?P復(fù)合材料的形成過程示意圖；(f) Ni?P/Ni?P異質(zhì)結(jié)體系的吸波機(jī)理示意圖。改編自參考文獻(xiàn)[314]。

解析：‌

1. ‌材料設(shè)計(jì)與合成路徑‌

· *‌模板法合成‌（a）：以‌Ni-MOF為前驅(qū)體‌（b圖），經(jīng)高溫磷化處理得到核殼結(jié)構(gòu)‌Ni/NiP@Nc‌（氮摻雜碳包覆鎳/磷化鎳），體現(xiàn)MOF模板在控制組分與結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵作用。
· *‌磷化物異質(zhì)結(jié)構(gòu)建‌（e）：通過可控磷化反應(yīng)生成‌多孔Ni?P/Ni?P復(fù)合材料‌，異質(zhì)界面增強(qiáng)介電極化損耗（f圖）1。

2. ‌形貌與結(jié)構(gòu)表征‌

‌樣品‌	‌表征技術(shù)‌	‌核心特征‌	‌功能關(guān)聯(lián)‌
Ni-MOF模板（b）	FE-SEM	規(guī)則多面體形貌，表面光滑	提供高比表面積模板基底
NNP-800（c）	FE-SEM	多孔粗糙表面，保留框架結(jié)構(gòu)	磷化后孔結(jié)構(gòu)促進(jìn)電磁波多次散射

3. ‌吸波機(jī)理深度剖析

#‌Ni/NiP@Nc機(jī)制‌（d圖）：

*‌磁損耗‌：Ni核的渦流損耗與自然共振

*‌介電損耗‌：NiP半導(dǎo)體層與Nc碳層的界面極化

‌阻抗匹配‌：碳層調(diào)控材料表面波阻抗，減少反射

#‌Ni?P/Ni?P異質(zhì)結(jié)機(jī)制‌（f圖）：

*‌界面極化‌：異質(zhì)界面處電荷積累形成弛豫損耗

*‌缺陷極化‌：磷空位作為偶極子中心消耗電磁能

*‌多孔結(jié)構(gòu)‌：延長傳播路徑增強(qiáng)衰減3

4. ‌技術(shù)亮點(diǎn)總結(jié)

*‌結(jié)構(gòu)創(chuàng)新‌：MOF衍生法實(shí)現(xiàn)組分精準(zhǔn)調(diào)控（Ni/NiP比例）與多級(jí)孔結(jié)構(gòu)協(xié)同優(yōu)化。

*‌性能優(yōu)勢(shì)‌：異質(zhì)結(jié)界面（Ni?P/Ni?P）和核殼結(jié)構(gòu)（Ni/NiP@Nc）通過多重?fù)p耗機(jī)制拓寬有效吸收帶寬。

‌關(guān)鍵結(jié)論：

*‌合成-結(jié)構(gòu)-性能閉環(huán)‌：MOF模板策略（a,e）→ 多孔/異質(zhì)結(jié)構(gòu)（b,c）→ 界面/缺陷極化主導(dǎo)吸波（d,f）

*‌應(yīng)用指向‌：兩類鎳基磷化物設(shè)計(jì)均通過‌組分工程‌與‌結(jié)構(gòu)工程‌提升電磁衰減效率，為輕量化吸波材料提供新范式。

 
 
圖27. a)‌ (Tm?Y?.?Dy?.?Gd?.?Ho?.?SiO?) 的SEM圖像。改編自參考文獻(xiàn)[320]。
‌b)‌ 純多孔高熵合金（HEAs）樣品S3的電磁波吸收機(jī)理示意圖。改編自參考文獻(xiàn)[321]。
‌c-e)‌ 高熵鐵氧體的SEM圖像：（c）(Mg?.?Mn?.?Fe?.?Co?.?Ni?.?)Fe?O?；（d）(Mg?.?Fe?.?Co?.?Ni?.?Cu?.?)Fe?O?；（e）(Mg?.?Fe?.?Co?.?Ni?.?Zn?.?)Fe?O?。改編自參考文獻(xiàn)[324]。

解析：‌

1. ‌材料體系與結(jié)構(gòu)特征‌

· #‌稀土硅酸鹽‌（a）：多組分稀土氧化物(Tm/Y/Dy/Gd/Ho)SiO?呈現(xiàn)均勻微觀形貌（SEM），預(yù)示其致密結(jié)構(gòu)可能增強(qiáng)介電損耗。
· #‌高熵鐵氧體‌（c-e）：
· *‌組分設(shè)計(jì)‌：采用5種過渡金屬（Mg/Mn/Fe/Co/Ni/Cu/Zn）等摩爾比摻雜，利用"高熵效應(yīng)"穩(wěn)定單相尖晶石結(jié)構(gòu)。
· *‌形貌共性‌：SEM顯示所有樣品均為亞微米級(jí)顆粒，表面粗糙多孔（箭頭所示），利于電磁波散射。

2. ‌吸波機(jī)理創(chuàng)新點(diǎn)‌

‌材料類型‌	‌核心機(jī)理‌（示意圖b/f）	‌作用機(jī)制‌
‌純多孔HEAs‌（b）	多重極化弛豫	高熵組分引發(fā)晶格畸變→ 增強(qiáng)偶極子極化；多孔結(jié)構(gòu)延長波傳播路徑→ 多次散射衰減
‌高熵鐵氧體‌（c-e）	磁-介電協(xié)同損耗	Fe²?/Fe³?共存增強(qiáng)自然共振；多元金屬價(jià)態(tài)差異促進(jìn)界面極化

3. ‌組分-性能關(guān)聯(lián)性

#‌銅/鋅摻雜效應(yīng)‌：

*‌Cu引入‌（d）：提升電導(dǎo)率 → 增強(qiáng)渦流損耗，但過量可能導(dǎo)致阻抗失配。

*‌Zn引入‌（e）：非磁性Zn²?取代Fe²? → 調(diào)節(jié)磁各向異性，優(yōu)化共振頻率。

#‌高熵優(yōu)勢(shì)‌：組分無序性擴(kuò)大弛豫峰寬度 → 拓寬有效吸收帶寬（EAB）。

‌關(guān)鍵結(jié)論：

#‌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)價(jià)值‌：

*多孔HEAs（b）通過‌熵驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性‌實(shí)現(xiàn)低密度、強(qiáng)損耗特性，適用于航空航天輕量化吸波材料。

*高熵鐵氧體（c-e）證明‌5+主元組分兼容性‌，突破傳統(tǒng)鐵氧體單/雙組分的性能局限。

#‌機(jī)理普適性‌：高熵材料中‌晶格畸變‌與‌化學(xué)無序‌是提升介電/磁損耗的共性策略，為新型吸波材料設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。

 
 
‌圖28. a)‌ 基于復(fù)介電常數(shù)（ε）和磁導(dǎo)率（μ）值的超材料分類示意圖。改編自參考文獻(xiàn)[338]。
‌b)‌ 基于電路的非線性超表面吸波體：（i）脈沖期間響應(yīng)，（ii）脈沖間響應(yīng)，（iii）仿真幾何結(jié)構(gòu)，（iv）測(cè)量樣品。
‌c)‌ 散射與吸收特性：（i）和（ii）為低功率連續(xù)波響應(yīng)（仿真），（iii）和（iv）為高功率脈沖吸收率（測(cè)量）。改編自參考文獻(xiàn)[339]。
‌d)‌ 超材料吸波體（MMAs）設(shè)計(jì)：（i）二維周期陣列（含單元結(jié)構(gòu)正/剖面視圖及等效LC電路），（ii）兩種波形選擇性非線性電路MMAs（電容型與電感型）。改編自參考文獻(xiàn)[340]。
‌e)‌ （i）基于對(duì)稱/非對(duì)稱SRR（開口諧振環(huán)）的吸波體設(shè)計(jì)，（ii）四種對(duì)稱/非對(duì)稱SRR的吸波性能對(duì)比。改編自參考文獻(xiàn)[341]。

解析：

1. ‌超材料分類原理‌（a）

· 以‌復(fù)電磁參數(shù)‌（ε = ε' + jε''，μ = μ' + jμ''）為坐標(biāo)軸，劃分四類超材料：
· *‌雙負(fù)材料‌（ε<0, μ<0）：負(fù)折射效應(yīng)
· *‌單負(fù)材料‌（ε<0或μ<0）：倏逝波增強(qiáng)
· *‌電等離子體‌（ε<0, μ>0）/ ‌磁等離子體‌（ε>0, μ<0）
· *‌雙正材料‌（傳統(tǒng)介質(zhì)）

2. ‌非線性吸波動(dòng)態(tài)響應(yīng)‌（b, c）

*‌脈沖工況‌（b-i）：瞬態(tài)高功率激發(fā)非線性電路→強(qiáng)吸收（器件飽和效應(yīng)）

*‌連續(xù)波工況‌（c-i,ii）：低功率線性響應(yīng)→弱吸收（依賴諧振頻率匹配）

*‌實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證必要性‌（c-iii,iv）：仿真與測(cè)量對(duì)比證實(shí)寬功率適應(yīng)性

3. ‌波形選擇吸波體設(shè)計(jì)‌（d）

‌類型‌	‌核心機(jī)制‌	‌應(yīng)用場(chǎng)景‌
‌電容型MMA‌	高頻信號(hào)通過電容通路衰減	脈沖雷達(dá)波抑制6
‌電感型MMA‌	低頻信號(hào)通過電感通路耗散	通信頻段電磁屏蔽

*‌等效電路模型‌（d-i）：LC諧振單元定量調(diào)控吸收頻點(diǎn)

3. ‌諧振環(huán)結(jié)構(gòu)調(diào)控‌（e）

*‌對(duì)稱SRR‌：?jiǎn)我恢C振峰 → 窄帶吸收

*‌非對(duì)稱SRR‌：

多模諧振耦合 → 拓寬吸收帶寬（e-ii）

結(jié)構(gòu)破缺誘導(dǎo)磁/電偶極子協(xié)同 → 增強(qiáng)損耗深度

關(guān)鍵結(jié)論：

*‌分類指導(dǎo)設(shè)計(jì)‌：電磁參數(shù)象限定位（a）為超材料功能化提供理論基準(zhǔn)。

*‌動(dòng)態(tài)響應(yīng)優(yōu)勢(shì)‌：非線性電路（b,d）實(shí)現(xiàn)‌功率自適應(yīng)吸波‌，突破傳統(tǒng)吸波體穩(wěn)態(tài)工作局限。*‌結(jié)構(gòu)-性能關(guān)聯(lián)‌：非對(duì)稱SRR（e）通過‌模式雜化‌拓展帶寬，印證"缺陷工程"提升性能的普適策略

       本研究通過選擇具有不同微觀結(jié)構(gòu)的商業(yè)硬碳材料，考察了微觀結(jié)構(gòu)與鈉儲(chǔ)存機(jī)制之間的關(guān)系，加深了對(duì)硬碳結(jié)構(gòu)-電化學(xué)性能關(guān)系的理解。研究發(fā)現(xiàn)，具有較大d002層間距（>0.37nm）和更小、更薄的偽石墨域的硬碳是實(shí)現(xiàn)大容量的關(guān)鍵，這有利于鈉離子的嵌入。同時(shí)，應(yīng)避免存在長程有序的石墨結(jié)構(gòu)，以避免可逆容量的損失。在滿足上述微觀結(jié)構(gòu)要求后，增加閉孔體積也將進(jìn)一步增強(qiáng)平臺(tái)區(qū)域容量。此外，通過綜合研究，“吸附-嵌入-填充”機(jī)制被證明是解釋不同鈉儲(chǔ)存行為的合理闡釋。本研究為硬碳材料的進(jìn)一步發(fā)展提供了有見地的標(biāo)準(zhǔn)。https://doi.org/10.1016/i.cis.2024.103143

轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號(hào)