[发明专利]一种高熵MAX相吸波材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种高熵MAX相吸波材料及其制备方法，属于吸波材料制备技术领域。该高熵MAX相吸波材料的名义分子式为M_n+1AX_n，其中，M为选自IIIB、IVB、VB和VIB族元素中的至少四种元素，A为选自IIIA、IVA、VA和VIA族元素中的至少一种，X为碳元素，且n为1、2或3。其中同一位中元素配比可以根据实际需求进行调控。本发明中该高熵MAX相吸波材料具有纯度高、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。同时本发明采用的粉末冶金方法，工艺简单，生产效率高，不仅解决了大批量生产的问题，而且能耗低，生产成本低，因此具有良好的实际应用之价值。

技术领域

本发明属于吸波材料制备技术领域，具体涉及一种高熵MAX相吸波材料及其制备方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

通信技术的发展在给人们的生活带来极大便利的同时，电磁辐射的影响也越来越大，给人们的健康和自然环境带来极大危害。因此，研究新型的吸波材料以应对复杂的电磁环境具有十分重要的意义。吸波材料在减少电磁辐射的污染的同时，也广泛应用于多种民用和军用领域，例如雷达隐身材料、微波暗室、电磁波衰减元器件及可穿戴设备等。因此，吸波材料是电磁辐射防护、电磁干扰防护、电磁信息泄露防护、军事隐身等技术领域重要的材料之一。

MAX相是一种具有结构和性能多样性的纳米层状三元化合物，呈六方对称结构(P63/mmc)，具有M_n+1AX_n的分子通式。其中M为过渡族金属，A为IIIA、IVA、VA或VIA族元素，X为C或N原子，n的值可为1、2、3或4。由于MAX相中具有共价、离子和金属三种化学键，因此MAX相往往兼具金属良好的延展可切削性、导热导电性、相对柔性和优良的损伤容限以及陶瓷的高熔点、高温抗氧化性、良好的高温稳定性和抗热震等。

在电磁波吸收领域，目前为止，大量学者对MAX相的吸波能力进行了探究。研究发现，MAX相往往具有优良的吸波性能，如Ti₂SiC₂、Cr₂AlC等。而通过元素掺杂来改变材料的组分结构，对于调控MAX相材料体系的性能具有重要意义。近年来，高熵陶瓷由于可以通过设计组分丰富的多主元固溶体来改善材料性能，因而受到广泛关注。MAX相材料具有丰富的化学多样性，可以通过M位、A位和/或X位获得多组元固溶的MAX相固溶体，从而有利于通过不同元素的加入对其性能进行大范围控制，因此具有良好的性能调控空间。但发明人发现，目前还没有关于高熵MAX相成分与电磁吸收性能的研究及报道。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明提供一种M位和/或A位元素组合的高熵MAX相吸波材料。本发明以元素粉末为原料，通过配方中各元素的调配技术，实现材料的吸波性能，同时制备工艺简单且操作过程灵活，具有良好的实际应用之价值

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的第一个方面，提供一种高熵MAX相吸波材料，所述高熵MAX相吸波材料其名义分子式为M_n+1AX_n；

其中，M为选自IIIB、IVB、VB和VIB族元素中的至少四种元素；

A为选自IIIA、IVA、VA和VIA族元素中的至少一种元素；

X为碳元素，且n为1～3中的任意正整数。

需要说明的是，本发明所述高熵MAX相吸波材料，其中同一位中元素配比可以根据实际需求进行调控，且具有六方晶系结构，晶胞由M_n+1X_n单元与A层原子在c方向交替堆垛而成，并通过M位四种以上元素组合的设计形成高熵合金。