[发明专利]一种高熵吸波碳化物陶瓷粉体材料、制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种高熵吸波碳化物陶瓷粉体材料、制备方法及其应用，该陶瓷粉体材料由包括以下摩尔配比的原料制得：0mol％～5mol％二氧化钛、0mol％～5mol％二氧化锆、0mol％～5mol％二氧化铪、0mol％～2.5mol％五氧化二铌、0mol％～2.5mol％五氧化二钽、0mol％～2.5mol％五氧化二钒，其余为碳黑，其中，上述任意五种以上的过渡金属氧化物的用量不为0。制备方法为：任选五种以上述过渡金属氧化物，将过渡金属氧化物与碳黑在存在混合介质的条件下混合，得到混合均匀的料浆；将料浆进行干燥处理，过筛得到混合粉末，煅烧后得到碳化物陶瓷粉体材料。本发明中该高熵陶瓷粉体材料具有纯度高、吸波性能好、吸收频带宽的特点，在吸波材料领域有极好的应用前景。

技术领域

本发明属于微波吸收材料及其制备、应用领域，涉及一种高熵吸波碳化物陶瓷粉体材料、制备方法及其应用，尤其涉及一种高纯度、强吸波性能、宽吸收频带的高熵碳化物陶瓷、制备方法及其应用。

背景技术

随着现代科学技术的发展，各种电子、电气设备为人们的日常生活提供了很大帮助。但与此同时，这些设备产生的电磁辐射与干扰问题又对人们的生产和生活产生了新问题，恶化了人类生存在空间。此外，在军事领域，出于雷达隐身的需要，飞行器与需要避开电磁波的作用。因此需要研发吸波材料来对电磁波信号进行吸收。理想的吸波材料应具有“薄、轻、宽、强”的特点，随着技术的发展，未来的新一代吸波材料还需要具有环境适应性、耐高温、抗氧化等特点。但传统吸波材料中磁性材料比重较大，不仅质量大，还存在高温下失去磁性的问题，严重影响其高温吸波性能；而以碳材料为主的复合吸波材料则存在着吸收强度偏低和吸收频带偏窄的问题。

金属碳化物不仅具有密度低、高温稳定性良好等特点，同时其晶格容纳金属原子尺寸可调性大，具有良好的性能调控空间，有利于通过不同金属的加入对其性能进行大范围的控制，但目前还没有关于高熵碳化物成分与电磁吸收性能的研究及报道。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明人进行了锐意研究，提供了一种高熵吸波碳化物陶瓷粉体材料及其制备方法，通过高熵技术，在碳体材料中同时引入不低于5种过渡金属元素，可有效提其微波吸收强度及吸收频带宽度，从而完成本发明。

本发明提供的技术方案如下：

第一方面，一种高熵吸波碳化物陶瓷粉体材料，由包括以下摩尔配比的原料制得：

0mol％～5mol％二氧化钛、0mol％～5mol％二氧化锆、0mol％～5mol％二氧化铪、0mol％～2.5mol％五氧化二铌、0mol％～2.5mol％五氧化二钽、0mol％～2.5mol％五氧化二钒，其余为碳黑，其中，上述任意五种以上的过渡金属氧化物的用量不为0。

第二方面，一种高熵吸波碳化物陶瓷粉体材料的制备方法，用于制备上述第一方面所述的高熵吸波碳化物陶瓷粉体材料，包括：

步骤1，任选五种以上设定的过渡金属氧化物，将过渡金属氧化物与碳黑在存在混合介质的条件下混合，得到混合均匀的料浆；

步骤2，将步骤1得到的料浆进行干燥处理，过筛得到混合粉末，将混合粉末进行煅烧，得到碳化物陶瓷粉体材料。

第三方面，上述第一方面所述的高熵吸波碳化物陶瓷粉体材料，或者上述第二方面所述的制备方法制备得到的高熵吸波碳化物陶瓷粉体材料在吸波涂层方面的应用。

根据本发明提供的一种高熵吸波碳化物陶瓷粉体材料、制备方法及其应用，具有以下有益效果：

(1)本发明以二氧化钛、二氧化锆、二氧化铪、五氧化二铌、五氧化二钽、五氧化二钒及碳黑为原料，在真空条件下通过高温电炉获得了高纯度、强吸波性能、宽吸收频带的高熵吸波碳化物陶瓷，经分析表明制备得到的高熵吸波碳化物陶瓷的最大吸波损耗不低于38.5dB；最大吸收频带宽不低于2.3GHz；