[发明专利]具有吸波性能的高熵合金/石墨烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有吸波性能的高熵合金/石墨烯复合材料，分子式为(FeNiCrAl_0.2)_x@C_y，其中92＜x＜98，x+y＝100，另外，本发明还提供了一种制备具有吸波性能的高熵合金/石墨烯复合材料的方法，该方法将铝粉、铬粉、铁粉、镍粉和石墨烯粉进行混合后球磨，得到具有吸波性能的高熵合金/石墨烯复合材料。本发明的高熵合金/石墨烯复合材料中的Fe和Ni增强磁损耗能力和吸波能力，Al和Cr提高了抗高温氧化能力和耐腐蚀性，添加石墨烯提高了阻抗匹配和衰减特性，磁损耗主要由高熵合金贡献，介电损耗主要由石墨烯贡献，多种电磁波损耗机制协同作用，阻抗匹配良好，最大程度吸收电磁波，达到提高反射损耗的效果。

技术领域

本发明属于复合吸波材料技术领域，具体涉及一种具有吸波性能的高熵合金/石墨烯复合材料及其制备方法。

背景技术

电子工业的迅猛发展，电磁污染也成为继大气污染、水污染、噪声污染之后的第四大污染。电磁波污染不仅干扰电子设备的正常运行，更会损害人类的身心健康。吸波材料是一种通过吸收接收到的电磁波能量，以减少电磁波干扰的材料，可使人们及设备免收电磁波的伤害。不管是为了保护环境，保护人类健康，还是保障信息安全和国防安全，研究和改进吸波材料，不断完善和提高吸波性能都势在必行。

目前，传统的吸波材料厚度较厚且阻抗匹配不佳，导致吸收强度小，直接影响了装备性能。高熵合金作为一种新型材料，具有各方面优良的性能，尤其是电磁波吸收性能方面。高熵合金通过调节各元素比例制备出所需的力学、物理化学特性的合金。高熵合金以其独特的结构性能特点，补充现有合金体系，扩展了人们对于多元相图中间区域的理解，并在理论上丰富了经典物理冶金学的认知。随着高熵合金研究的深入，高熵合金复合材料的提出使吸波材料在成分的选择上有了更大的空间。高熵合金与碳物质的复合，磁损耗与电损耗相结合的成分设计，能够为吸波材料提供更多的电磁损耗途径，有效提高吸波性能。

因此需要提供一种具有吸波性能的高熵合金/石墨烯复合材料及其制备方法使其适用于吸波领域，有效提高吸波性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种具有吸波性能的高熵合金/石墨烯复合材料。该高熵合金/石墨烯复合材料含有Fe和Ni铁磁性元素，增强了磁损耗能力和吸波能力，Al、Cr元素提高抗高温氧化能力的同时可以增强合金的耐腐蚀性，添加石墨烯提高了阻抗匹配和衰减特性，磁损耗主要由高熵合金贡献，介电损耗主要由石墨烯贡献，多种电磁波损耗机制协同作用，阻抗匹配良好，最大程度的吸收电磁波，达到提高反射损耗的效果。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：具有吸波性能的高熵合金/石墨烯复合材料，其特征在于，所述复合材料的分子式为(FeNiCrAl_0.2)_x@C_y，其中x和y分别为高熵合金FeNiCrAl_0.2和石墨烯C的质量分数，且92＜x＜98，x+y＝100。

本发明的高熵合金/石墨烯复合材料含有Fe和Ni铁磁性元素，增强了高熵合金/石墨烯复合材料的磁损耗能力，提高高熵合金/石墨烯复合材料的吸波能力，同时Al、Cr元素提高高熵合金/石墨烯复合材料的抗高温氧化能力的同时可以增强合金的耐腐蚀性，本发明中的高熵合金/石墨烯复合材料中的石墨烯有自润滑作用，添加石墨烯提高了阻抗匹配和衰减特性，使得入射的电磁波尽可能多地进入到高熵合金/石墨烯复合材料内部，在表面实现最小的反射，多种损耗机制的协同作用强烈衰减电磁波的能量，即电磁损耗增加，最大程度的吸收电磁波，石墨烯加入到高熵合金中能提高合金的延展性，使复合材料弥散均匀的分散在高熵合金基体上，获得较薄的层片状，对于高熵合金/石墨烯复合材料，磁损耗主要由高熵合金贡献，介电损耗主要由石墨烯贡献，多种电磁波损耗机制协同作用，阻抗匹配良好，最大程度的吸收电磁波，达到提高反射损耗的效果。