北航刘晓芳、于荣海、水江澜团队AFM:纳米颗粒化学焊接实现陶瓷气凝胶的宽温域微波吸收与热绝缘性能

背景：随着雷达与通信技术的发展，高效微波吸收材料在军事隐身与民用电磁防护中的需求日益增长。然而，现有材料在高温环境下性能受限，陶瓷气凝胶虽轻质多孔且介电可调，但其结构稳定性与力学耐久性仍是瓶颈。研究目的：北京航空航天大学团队旨在通过纳米颗粒“化学焊接”策略，提升陶瓷气凝胶的力学性能和宽温域微波吸收稳定性，并明确界面类型对介电与温度响应的调控机制。结论：该研究成功制备了SiC/SiO2@TiO2/SnO2气凝胶，通过原位生成的TiO2/SnO2纳米颗粒在纤维节点处形成化学键合界面，显著增强了材料的压缩强度和循环稳定性（压缩强度提高33%，塑性形变减少88%）。实验与理论计算表明，化学界面强化了内建电场和电荷分离，使介电常数在温度变化时稳定可控，在298–1073 K范围内保持优异的微波吸收性能（反射损耗<-20 dB，厚度仅1.8 mm），同时具备良好的热绝缘和红外隐身潜力。这一策略为开发轻质高强气凝胶材料提供了新路径。