５G対応ナノ複合強誘電体・高性能多層電磁波遮蔽構造材料の開発

兼容5G的纳米复合铁电材料及高性能多层电磁屏蔽结构材料的开发

基本信息

批准号：
21K04675
负责人：
倪慶清
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Shinshu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では，今までの電磁波遮蔽材料よりさらに高性能の新規電磁波遮蔽材料を開発し，さらに電磁波遮蔽周波数を自由に設定できる多層構造の電磁波遮蔽材料を開発することを研究目的としている．2021年度において，まず炭素材料はその独特な機構と簡単な合成法でマイクロ波吸収複合材料として注目されている。しかし高誘電率整合による低インピーダンスのため,炭素材料は依然として優れたマイクロ波吸収材料の調製が困難である。同時に,多層複合材料はマイクロ波吸収性能を調節する潜在力を示した。そこで炭素材料の性能を向上させ,多層複合材料の構造パラメータを効果的に最適化するために,バイオマス材料と金属有機骨格を用いて高性能磁性炭素系複合材料を作製し,遺伝アルゴリズムと有限要素解析により多層複合材料の構造を最適化した。特に炭素材料の特徴を生かし、卵白質ナノ材料および金属有機骨格ナノ構造を創製し，その電磁波吸収特性を系統的に明らかにした。さらにそれぞれを超薄およびXバンド吸収材料の調製に用いられた。また，電磁パラメータを解析することによって,マイクロ波吸収特性に及ぼす成分と形態の影響を系統的に明確している。2022年度において，二つの材料の特徴を組み合わせて，Cバンド吸収を持つ多層複合材料を開発した。電磁波吸収メカニズムを明確にするため数値シミュレーションも用いて多層複合材料の減衰機構を解析した。新しいマイクロ波吸収複合材料の設計と開発に重要な設計指針を提供することができた。期間全体を通して高性能の電磁波吸収材料を開発できた。特に、多層構造の最適設計による高性能電磁波吸収の開発に新しい道を開いた。

这项研究旨在开发比以前的电磁波屏蔽材料具有更高性能的新型电磁波屏蔽材料，并开发多层电磁波屏蔽材料，从而可以自由设置电磁波屏蔽频率。在2021财年，碳材料由于其独特的机制和简单的合成方法而引起了作为微波吸收材料的关注。但是，由于由于高介电恒定匹配而导致的阻抗较低，因此碳材料仍然难以准备出色的微波吸收材料。同时，多层复合材料具有调节微波吸收性能的潜力。因此，为了改善碳材料的性能并有效地优化了多层复合材料的结构参数，使用生物量材料和金属有机框架制备了高性能磁性碳基复合材料，并通过遗传算法和有限元元素分析通过多层复合材料的结构进行了优化。特别是，它们创建了蛋清纳米材料和金属有机框架纳米结构，并系统地阐明了它们的电磁波吸收特性。另外，每种都用于制备超薄和X波段吸收材料。此外，通过分析电磁参数，成分和形态对微波吸收特性的影响是系统定义的。在2022年，我们通过结合两种材料的特性来开发一种具有C波段吸收的多层复合材料。为了阐明电磁波吸收机制，还使用数值模拟来分析多层复合材料的阻尼机理。它已经能够为新的微波吸收材料的设计和开发提供重要的设计指南。在此期间，开发了高性能电磁波吸收材料。特别是，它通过最佳的多层结构设计来开发高性能电磁波吸收的新途径。