武科大团队新成果实现可控量产，能给多种国家重器披上国产电磁“防护衣”

极目新闻通讯员 邹逸凡 余蔓菲

随着5G通信技术高速发展，生活中的电磁波环境日趋复杂，各种电子设备饱受干扰，甚至丧失性能，表现在通讯、导航等方面。让无线通信在特定的电磁波频段工作，同时屏蔽无用的电磁波，是国内外科学家一直致力的研究。

在1.3—7 GHz的频率范围内，仅需披上一层电磁“防护衣”，武汉科技大学李享成师生团队能让任何一种电子设备实现90%以上的电磁防护。9月9日，记者了解到，该团队自主研发磁场取向高能涂布机和新型仿真技术，可将团队自主设计的“FeCoRu”（铁钴钌）三元合金薄膜实现可控化工业量产，已投入芯片、5G基站、舰船等产品使用。

钌在近6年才被科学家发现具有室温铁磁性。团队将钌掺杂进铁、钴两种磁性元素，经过多次模拟测验，于去年4月成功制出第一款“FeCoRu”三元合金薄膜，为芯片添上“防护衣”。该薄膜材料能有效覆盖5G频段，厚度仅200微米，电磁波吸收效率达到97%，高出其他器件性能近20%。中国工程院院士邵新宇称赞团队成果“吸波性能超越国际领先水平”。

如何实现产业化？团队决定自主研发装置，利用涂布技术进行自动化量产。涂布是指将合金薄膜均匀涂覆在基材上，在这个过程中可通过控制涂层的均匀性、排列方式提高材料性能。团队推算出铁钴钌磁粉的磁场取向，自主设计磁场取向高能涂布机，使粉体成膜过程中受磁场高扭矩而定向有序排列，从而涂得更薄、更均匀。目前完成了中试阶段并大批量生产。

为了让新型薄膜材料应用到更多领域，团队历时4年自研强电磁损耗晶体结构预测模型，如今能够十分成熟地按需定向设计材料。“晶体结构预测的参数设置尤为重要，某一小数值的错误可能引起全盘失败。”团队负责人罗港涛说，团队在屡次实验中确定多个金属元素的晶格常数、磁交换常数等参数，通过这些参数利用预测模型可模拟合金组分。

团队按照不同的场景和抑制频带范围需求，精准调控合金组分、确定掺杂比例位点，寻找最合适的“FeCoRu”薄膜材料。罗港涛介绍，给芯片设计“防护衣”时，由于掺杂比例、位点等不同，共有十几万种可抑制电磁波的晶体结构，但利用该技术可从中直接筛选76种性能出众的结构再进行实验验证。除了芯片“防护衣”，团队如今还设计出了抗太阳辐射、尺寸大、强度高的基站防护器件，以及抗盐腐蚀、频带宽的舰船装备。

据悉，团队依托武汉科技大学国家重点实验室和教育部重点实验室，得到了省科技厅的大力支持，目前已拥有40篇SCI论文，12项国家发明专利。相关成果已在民用大中型企业实现销售，并在舰船装备关键器件上得到应用。罗港涛表示，未来计划探索医疗、卫星等领域，覆盖更高频率，让更多国家重器穿上国产电磁“防护衣”。

（来源：极目新闻）