轻质泡沫水泥基超材料的结构设计与电磁波吸收性能优化.pptx

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READMORE目录·Contents论文基本信息Basicinformationofthepaper研究背景Researchbackground研究思路researchideas研究方法和结果Researchmethodsandresults结论与讨论conclusionanddiscussion收获与感悟Gainsandinsights010203040506

READMOREBasicInformationOfThePaper.论文基本信息01·PartOne·

论文基本信息题目Structuraldesignandelectromagneticwaveabsorbingperformanceoptimizationoflightweightfoamcement-basedmetamaterials作者YuanyiYang,XianyunShi,QiZhou,GanDeng,WenbinLi,CaiyingLi,TingtingYang,LiangjunYin

READMOREResearchBackground.研究背景02·PartTwo·

研究背景随着电子技术的发展，城市电磁环境日益复杂，无处不在的电磁泄漏威胁信息安全、电子设备精度和人类健康，因此开发高性能电磁吸收材料迫在眉睫。目前，水泥基电磁吸收复合材料因成本低、资源丰富、适应性强、耐久性好和可设计性佳，成为极具潜力的选择。

为获得高电磁吸收性能，水泥基吸收材料通常从添加高衰减吸波剂和结构优化两方面设计。但过量添加吸波剂会破坏材料与自由空间的阻抗匹配，因此合理的结构设计与高效吸波剂结合是平衡阻抗匹配和耗散能力的最佳方法。

3D多孔框架电磁吸收材料虽能增强有效带宽和耗散能力，但在低频段吸收性能欠佳，且对电磁波入射角度和极化方向敏感。电磁超材料具有独特物理特性，能克服传统材料限制，但纳米材料基泡沫材料制备复杂、成本高且不环保。

基于此，本文提出并制备了一种新型3D多孔周期性阵列结构的泡沫水泥基吸收超材料（FCAM），旨在解决建筑空间周围的电磁辐射问题，为高性能水泥基电磁波吸收材料的开发和广谱电磁建筑防护技术的应用提供有效方法。

研究现状###研究现状

随着电子技术发展，城市电磁环境复杂，开发高性能电磁吸收材料迫在眉睫。目前，水泥、地质聚合物、石膏等电磁波吸收建筑材料受广泛关注，其中水泥基电磁吸收复合材料因成本低、资源丰富等优势被视为理想选择。为提升其吸波性能，常从添加吸波剂和结构优化两方面设计。同时，3D多孔框架电磁吸收材料因多重反射等效应能增强有效带宽和耗散能力，电磁超材料也因独特物理特性在宽带吸收和极化不敏感方面有进展。

###研究瓶颈

现有方法存在诸多问题。过量添加吸波剂会破坏材料与自由空间的阻抗匹配；3D多孔结构材料在低频段吸波性能欠佳；材料对电磁波的极化方向和斜入射角敏感，入射角变化会大幅降低吸波性能；纳米材料基泡沫材料制备复杂、成本高且不环保，难以应用于建筑工程。

研究问题本文聚焦于解决建筑空间中的电磁辐射问题，具体研究问题如下：

1.高性能电磁吸收材料的需求：随着电子技术发展，城市电磁环境复杂，电磁泄漏威胁信息安全、电子设备精度和人类健康，因此急需开发高性能电磁吸收材料。

2.现有材料的局限性：目前的水泥基电磁吸收复合材料通常从添加吸波剂和结构优化两方面设计，但过量吸波剂会破坏阻抗匹配，3D多孔结构材料在低频吸收性能不佳，且材料对电磁波入射角度和极化方向敏感，吸收性能易受影响。

3.新型材料的探索：电磁超材料虽有独特物理特性，但纳米材料基泡沫材料制备复杂、成本高且不环保，因此需要寻找更合适的材料。泡沫水泥基电磁吸收超材料（FCAM）具有轻质、低成本、耐久性好和环保等优点，但不同阵列结构对其吸波性能的影响尚需研究。

READMOREResearchIdeas.研究思路03·PartThree·

研究思路本文的研究思路清晰，围绕泡沫水泥基吸波超材料展开，具体如下：

1.提出研究问题：随着电子技术发展，城市电磁环境复杂，开发高性能电磁吸波材料迫在眉睫。现有材料存在低频吸收差、对入射角度和极化模式敏感等问题，因此作者提出设计新型吸波材料的研究问题。

2.构建研究框架：设计了具有立方、圆柱和截头金字塔三种周期性阵列结构的泡沫水泥基吸波超材料（FCAM），通过模拟和实验研究不同结构参数对吸波性能的影响，分析吸波机制。

3.选择研究方法

-材料制备：用均质泡