[发明专利]一种耐高温高熵吸波陶瓷及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种耐高温高熵吸波陶瓷及其制备方法和应用，该高熵陶瓷由以下摩尔配比的原料制得：氧化铈0.98‑1.02份、氧化钇0.98‑1.02份、氧化钐0.98‑1.02份、氧化铒0.98‑1.02份、氧化镱0.98‑1.02份、碳化硼15份。该高熵陶瓷具有低密度、高纯度、强吸波性能、宽吸收频带的优点，最大吸波损耗为28‑34dB，最大吸收频带宽为3.5‑3.9GHz。本发明利用高熵技术，在六硼化物中同时引入不低于5种稀土金属元素，在真空条件下通过高温电炉获得一种耐高温高熵吸波陶瓷，由于高熵效应的影响，反应产物的高温稳定性更好，因此所需的反应条件更低，工艺简单、快速、实用性强，适于工业生产，在吸波材料领域有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于微波吸收材料及其制备、应用领域，涉及一种耐高温高熵吸波陶瓷及其制备方法和应用，尤其涉及一种低密度、高纯度、强吸波性能、宽吸收频带的高熵陶瓷及其制备方法和应用。

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。

目前，吸波材料主要分为以下两大类：一类是以碳材料为主吸波材料，如石墨、炭黑、石墨烯等；另一类则是铁氧体磁性材料。两类材料通过纳米化处理后均可得到-20dB以上吸波效能。但是在高温下应用时，两种材料均有其本征缺陷：碳材料为主的吸波材料由于在高温下会发生碳材料的氧化而失去其吸波能力，而铁氧体磁性纳米材料在高温下会因磁性的减弱以及纳米材料晶粒的长大而导致吸波性能的迅速衰减。

而稀土六硼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，但目前还没有其电磁吸收性能的研究及报道。

发明内容

本发明提供了一种耐高温高熵吸波陶瓷材料，该材料具有耐高温、密度低、纯度高、吸波性能强、吸收频带宽等优点。

本发明的另一个目的在于提供一种耐高温高熵吸波陶瓷的制备方法，通过高熵的技术，在六硼化物中同时引入不低于5种稀土金属元素，通过原料的选择，可以让高熵陶瓷同时具备匹配的电学性能及磁学性能，提高其吸波性能，得到一种耐高温高熵吸波陶瓷材料。

本发明的再一个目的在于提供一种耐高温高熵吸波陶瓷材料的用途。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种耐高温高熵吸波陶瓷，该陶瓷由以下摩尔配比的原料制得：

氧化铈 0.98-1.02份；

氧化钇 0.98-1.02份；

氧化钐 0.98-1.02份；

氧化铒 0.98-1.02份；

氧化镱 0.98-1.02份；

碳化硼 15份。

上述耐高温高熵吸波陶瓷化合物中阳离子或金属离子的种类≥5种。

上述耐高温高熵吸波陶瓷化合物使用温度≥1000℃。

在上述一种耐高温高熵吸波陶瓷中，原料组分中氧化铈、氧化钇、氧化钐、氧化铒、氧化镱以及碳化硼为粉体，氧化铈、氧化钇、氧化钐、氧化铒以及氧化镱的纯度不低于99.9％，颗粒度不大于1微米；碳化硼的纯度不低于98％，粉体可过120目筛。

上述一种耐高温高熵吸波陶瓷的制备方法，包括以下步骤：