[发明专利]一种高熵合金/铝复合的泡沫型吸波材料及制备方法

说明书

本发明公开一种高熵合金/铝复合的泡沫型吸波材料及制备方法，属于吸波材料领域。所述高熵合金为FeCoNiNd_0.2B_0.6，基体为铝合金；通过高能球磨制备得到高熵合金粉末；将铝合金粉末与TiH₂发泡剂进行充分混合，并通过冷等静压得到压坯，将压坯放入微波熔炼炉内加热到半固态熔融状态；通过喷粉技术将高熵合金粉末均匀喷熔体表面，期间进行机械搅拌和超声震荡；出炉浇铸到低温模具中，得到高熵合金/铝复合的泡沫型吸波材料；本发明的材料及方法环保无污染，微波加热可实现温度升降的精准控制，半固态熔融态的基体保证了增强颗粒的完整性，界面结合干净，泡沫型吸波材料兼具轻质、高吸波性能和高强韧等的特点。

技术领域

本发明属于吸波材料领域，涉及一种高熵合金/铝复合的泡沫型吸波材料及制备方法。

背景技术

随着电子信息技术的发展，各类电子设备也不断发展，一方面便捷了人们的生活，另一方面电子设备产生的电磁污染也影响着人们的健康；另外，军用雷达通讯的进步也对隐身飞机的吸波隐身性提出了更高的要求；因此，无论是生活中还是军事上，电磁波吸收材料都具有广泛的应用前景。

目前市面上的吸波材料多以铁氧体为主，因铁氧体的价格低廉、容易获得且吸波性能较好而受到广泛应用；但其比重大、饱和磁化强度低、吸收频带窄的缺点也日渐暴露出来，为了提高铁氧体的吸波性能，部分研究人员将铁氧体制成空心微球等来提高比表面积、将铁氧体制成纳米粉体或向其中加入放射性元素提高铁氧体的游离电子等；但效率低、操作难度大、存在环境及安全隐患等制备问题日渐显露，且铁氧体本身具有硬而脆、居里温度低导致高温易失磁、高温力学性能差等问题，所以寻找到可替代性的制备流程简单、轻质和力学性能优异的吸波材料是目前研究的重点。

高熵合金是由五种或五种以上元素以摩尔比或近摩尔比组成的一种高混合熵的新型合金，每种金属元素含量介于5%~35%，由于其高的熵值可以增加元素间的互溶，从而抑制了复杂相和大量金属间化合物的生成，并且高熵合金的性能由多种元素共同作用；一般地，FeCoNi系高熵合金通常具有较高的饱和磁化强度、低矫顽力和高强、高硬及良好的高温力学性能等特点，元素Nd和B加入后一方面与Fe相互结合，形成具有高磁性的纳米析出相，提高材料的磁化强度；Nd可提高合金的高温性能，元素B是一种以B₁₂正二十面体为基本的结构单元，往往与通常以间隙原子形式存在，增加高熵合金的晶格畸变，B电离能高，电负性大，常与金属生成高熔点的金属硼化物，随着硼化物中硼相对含量的增加，B原子结构越复杂，其化学稳定性越高；另外，加入硼可以修饰晶界，这对加强界面和减小晶粒尺寸起着双重作用；所获得的高熵合金具有较高的强硬度，高温稳定性，且纳米尺寸的粒子提供了独特的吸波性能，具有较好的阻抗匹配特性，且兼具较大的介电损耗和磁损耗，可以依靠介质的电子极化或界面极化衰减、磁滞损耗、畴壁共振和后效损耗等来吸收电磁波，对提高材料的性能起到弥散强化效果。

现提供一种以高熵合金为主元增强相的铝基复合材料，通过合理设计高熵合金组元成分，并加入到铝合金基体中，使获得到高熵合金增强铝基复合材料同时兼具高吸波、轻质及高强韧等特点，对于雷达隐身、民用电子设备、抗电磁干扰设备及等具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种高熵合金/铝复合的泡沫型吸波材料，以克服铁氧体材料的性能缺陷，如比重大、吸波频带窄及力学性能较差的问题。

本发明的目的是通过如下方案实现的。

一种高熵合金/铝复合的泡沫型吸波材料，其特征在于：所述高熵合金为FeCoNiNd_0.2B_0.6，基体为铝合金，高熵合金与铝合金的重量份数比为：15:100，所用发泡剂为Ni包覆型的TiH₂发泡剂，发泡剂的加入量为铝合金重量分数的0.1~1wt.%。