一种高熵氧化物陶瓷材料及其制备方法和应用

本发明属于微波吸收材料，具体涉及一种高熵氧化物陶瓷材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、电子工业的爆炸式发展，一方面为人类生活带来舒适与便捷，另一方面也造成了电磁波的泛滥。过剩的电磁波不仅会影响精密仪器的运行，更甚者会对人体健康造成危害，因此，研发能将电磁波吸收转化为其他形式耗散的电磁波吸收材料尤为重要。应用型电磁波吸收材料除了要满足“薄轻强宽”外，还需要满足低成本、耐蚀耐磨等性能要求。

2、高熵氧化物从高熵合金的基础上发展而来，一般由五种或五种以上元素构成。高熵氧化物不仅具有优异的力学性能、化学稳定性以及高效电磁波吸收效率，还具有“高熵效应”、“晶格畸变效应”、“迟滞扩散效应”和“鸡尾酒效应”。高熵氧化物的性能特点和上述四种效应使其完美具备电磁波吸收材料的发展要求。一般情况下，由五种及五种以上元素等摩尔或近等摩尔复配能够使构型熵最大化，因此现有技术中大多采用等摩尔或近等摩尔比的元素制备高熵氧化物，进而制备电磁波吸收材料。但随着时代的发展，采用等摩尔或近等摩尔比的金属元素制备的电磁波吸收材料吸波性能仍有待提高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高熵氧化物陶瓷材料及其制备方法和应用，本发明提供的高熵氧化物陶瓷材料采用非等摩尔比的钴、镍、铜、锌、铝和铁形成，且具有吸波性能好的特点。

2、为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

3、本发明提供了一种高熵氧化物陶瓷材料，化学式为(co0.4-nnincu0.2zn0.2al0.2)fe2o4；其中，0＜n＜0.4。

4、优选地，所述高熵氧化物陶瓷材料的化学式为(co0.1ni0.3cu0.2zn0.2al0.2)fe2o4 、(co0.2ni0.2cu0.2zn0.2al0.2)fe2o4 、(co0.15ni0.25cu0.2zn0.2al0.2)fe2o4、(co0.25ni0.15cu0.2zn0.2al0.2)fe2o4或(co0.05ni0.35cu0.2zn0.2al0.2)fe2o4。

5、优选地，所述高熵氧化物陶瓷材料的最大反射损耗值为-11.73～-50.89db，有效吸收带宽度为4.16～7.36ghz。

6、优选地，所述高熵氧化物陶瓷材料具有微米级八面体尖晶石单相结构。

7、本发明提供了上述技术方案所述高熵氧化物陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：

8、按照上述技术方案所述高熵氧化物陶瓷的化学组成计量比，将金属氧化物混合料进行煅烧，得到高熵氧化物陶瓷材料；所述金属氧化物混合料为钴氧化物、镍氧化物、铜氧化物、锌氧化物、铝氧化物和铁氧化物。

9、优选地，所述金属氧化物混合料由钴氧化物、镍氧化物、铜氧化物、锌氧化物、铝氧化物和铁氧化物通过湿法球磨得到。

10、优选地，所述湿法球磨所用研磨助剂为无水乙醇，所述金属氧化物原料的总质量和研磨助剂的质量比为1：(1～1.5)。

11、优选地，所述煅烧在空气气氛中进行，所述煅烧的温度为1100～1300℃，保温时间为6～8h。

12、本发明提供了上述技术方案所述高熵氧化物陶瓷材料或上述技术方案所述制备方法制备得到的高熵氧化物陶瓷材料在电磁波吸收材料中的应用。

13、本发明提供了一种高熵氧化物陶瓷材料，本发明提供的高熵氧化物陶瓷材料的化学式为(co0.4-nnincu0.2zn0.2al0.2)fe2o4，其中，0＜n＜0.4。本发明提供的高熵氧化物陶瓷材料采用非等摩尔比的钴、镍、铜、锌、铝和铁形成，且具有吸波性能好的特点。

技术特征：

1.一种高熵氧化物陶瓷材料，化学式为(co0.4-nnincu0.2zn0.2al0.2)fe2o4；其中，0＜n＜0.4。

2.根据权利要求1所述的高熵氧化物陶瓷材料，其特征在于，化学式为(co0.1ni0.3cu0.2zn0.2al0.2)fe2o4、(co0.2ni0.2cu0.2zn0.2al0.2)fe2o4、(co0.15ni0.25cu0.2zn0.2al0.2)fe2o4、(co0.25ni0.15cu0.2zn0.2al0.2)fe2o4或(co0.05ni0.35cu0.2zn0.2al0.2)fe2o4。

3.根据权利要求1或2所述的高熵氧化物陶瓷材料，其特征在于，所述高熵氧化物陶瓷材料的最大反射损耗值为-11.73～-50.89db，有效吸收带宽度为4.16～7.36ghz。

4.根据权利要求1或2所述的高熵氧化物陶瓷材料，其特征在于，所述高熵氧化物陶瓷材料具有微米级八面体尖晶石单相结构。

5.权利要求1～4任一项所述高熵氧化物陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述金属氧化物混合料由钴氧化物、镍氧化物、铜氧化物、锌氧化物、铝氧化物和铁氧化物通过湿法球磨得到。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述湿法球磨所用研磨助剂为无水乙醇，所述金属氧化物原料的总质量和研磨助剂的质量比为1：(1～1.5)。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧在空气气氛中进行，所述煅烧的温度为1100～1300℃。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的保温时间为6～8h。

10.权利要求1～4任一项所述高熵氧化物陶瓷材料或权利要求5～9任一项所述制备方法制备得到的高熵氧化物陶瓷材料在电磁波吸收材料中的应用。

技术总结
本发明提供了一种高熵氧化物陶瓷材料及其制备方法和应用，属于微波吸收材料技术领域。本发明提供的高熵氧化物陶瓷材料的化学式为(Co<subgt;0.4‑n</subgt;Ni<subgt;n</subgt;Cu<subgt;0.2</subgt;Zn<subgt;0.2</subgt;Al<subgt;0.2</subgt;)Fe<subgt;2</subgt;O<subgt;4</subgt;，其中，0＜n＜0.4。本发明提供的高熵氧化物陶瓷材料采用非等摩尔比的钴、镍、铜、锌、铝和铁形成，且具有吸波性能好的特点。

技术研发人员：王永祯,霍毓瑛,张妍兰,王晓敏
受保护的技术使用者：太原理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15