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电磁污染现状：电磁技术的广泛应用导致电磁波污染加剧，影响通信系统的稳定性和可靠性，降低军事设备的隐蔽性，并对人体健康产生潜在危害。因此，开发高效微波吸收材料以减轻电磁污染成为迫切需求。

铁酸铋材料潜力：铁酸铋（BiFeO₃, BFO）作为一种多铁性材料，具有良好的铁电和铁磁性能，展现出优异的微波吸收潜力。然而，其本征吸收性能有限，需通过化学改性或复合材料制备来提升。

泡沫结构优势：三维大孔泡沫结构材料因其高比表面积和优异的阻抗匹配特性，在微波吸收领域备受关注。泡沫结构能够增加电磁波在材料内部的反射和散射次数，从而提升吸收效能。

（1）材料制备技术

固相法结合涂覆技术：采用固相法制备泡沫状BFO前驱体，结合涂覆技术实现BFO/C复合材料的可控合成。这种方法简单高效，易于规模化生产。

碳填充量调控：通过调节碳填充量，精确控制复合材料的微观结构和性能，实现微波吸收性能的优化。

（2）性能提升策略

多频段吸收：BFO/C复合材料具有多个吸收峰，实现了多频段吸收。这得益于其独特的三维泡沫球状结构和多种界面极化效应，能够在不同频率下产生谐振。

优异微波吸收性能：BFO/C6样品在1.90 mm厚度下展现出最优的微波吸收性能，最小反射损耗达-54.73 dB，有效吸收带宽为3.08 GHz，满足了“薄、轻、宽、强”的性能要求。

图1 BFO/P、BFO/C0的XRD光谱

Fig.1 XRD spectra of BFO/P and BFO/C0

图2 样品的SEM图像：(a) BFO/P；(b) BFO/C0；(c) BFO/C2；(d) BFO/C4；(e) BFO/C6；(f) BFO/C8

Fig.2 SEM images of the samples: (a) BFO/P;(b) BFO/C0;(c) BFO/C2;(d) BFO/C4;(e) BFO/C6; (f) BFO/C8

图3 BFO/C8样品的EDS图

Fig.3 EDS images of the BFO/C8 sample

图4 (a) 样品的复介电常数实部(ε′)与频率的关系；(b) 样品的复介电常数虚部(ε″)与频率的关系；(c) BFO/P和BFO/C0的tanδε与频率的关系；(d) BFO/C2、BFO/C4、BFO/C6、BFO/C8的tanδε与频率的关系

Fig.4 Dielectric constant curves: (a) Real part of the complex dielectric constant (ε') of the sample versus frequency; (b) Imaginary part of the complex dielectric constant (ε") of the sample versus frequency；(c) Tanδε of BFO/P and BFO/C0 versus frequency;(d) Tanδε of BFO/C2, BFO/C4, BFO/C6, and BFO/C8 versus frequency

图5 (a)样品的复磁导率实部(μ′)与频率的关系；(b) 样品的复磁导率虚部(μ″)与频率的关系；(c)BFO/P、BFO/C0、BFO/C2、BFO/C4、BFO/C6和BFO/C8的tanδμ与频率的关系

Fig.5 (a) The real part of the complex magnetic susceptibility constant(μ′) of the sample versus frequency; (b) The imaginary part of the complex magnetic susceptibility constant(μ″) of the sample versus frequency; (c) The tanδμ of BFO/P, BFO/C0, BFO/C2, BFO/C4, BFO/C6, and BFO/C8 versus frequency

图7 (a)不同负载量样品的阻抗匹配值；(b)不同负载量样品的衰减常数值

Fig.7 (a) Impedance matching values of samples with different loads; (b) Constant values of attenuation for samples with different loads

本研究通过固相法结合涂覆技术成功制备了泡沫铁酸铋/碳复合材料，并通过调控碳填充量实现了其微波多频段吸收性能的显著提升。BFO/C6样品在特定厚度下展现出卓越的微波吸收性能，具有广泛的应用潜力。本研究不仅为电磁污染防护提供了新思路和新策略，也为高效微波吸收材料的设计与开发提供了重要参考。未来，随着对材料性能和机理的深入研究，BFO/C复合材料有望在航空航天、电子通讯、军事隐身等领域发挥重要作用。同时，通过进一步优化材料组成和制备工艺，有望开发出性能更加优异的微波吸收材料。

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