[发明专利]一种耐高温过渡金属高熵氧化物吸波填料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种耐高温过渡金属高熵氧化物吸波填料及其制备方法。所述耐高温过渡金属高熵氧化物吸波填料的组成为：（1）尖晶石结构(Fe_a/(4+a)Co_1/(4+a)Ni_1/(4+a)Cr_1/(4+a)Mn_1/(4+a))₃O₄，其中1≤a≤3.5；或（2）刚玉型结构(Fe_b/(4+b)Co_1/(4+b)Ni_1/(4+b)Cr_1/(4+b)Mn_1/(4+b))₂O₃，其中5≤b≤6；或（1）+（2）的组合。

技术领域

本发明涉及一种耐高温高熵氧化物及其制备方法，具体涉及一种通过调节组元Fe的含量形成单相或者两相共存的耐高温过渡金属高熵氧化物吸波填料，提高电磁波吸收能力的方法，属耐高温吸波材料领域。

背景技术

随着现代战争攻防转换速度的加快，全方位隐身已经成为重要的研究目标。其中发动机以及后体结构作为最主要的雷达散射源，一方面受制于动力条件约束，外形隐身设计余地有限；另一方面受制于高温条件约束，以磁损耗吸波材料为代表的常温吸波材料无法应用。高熵氧化物具有抗氧化、耐高温、耐腐蚀等优良性能，为高温吸波材料提供了新的解决思路。

自Rost教授2015年证明熵稳定陶瓷以来，高熵陶瓷逐渐成为研究的热点方向。多组元形成的熵稳定材料的性能可以被多组元协同增强，具有广阔的应用前景。但现有高熵氧化物普遍处于单相结构，使得其存在微波损耗能力不足，损耗方式单一等问题。

发明内容

为了解决以上问题，本发明选择Fe、Co、Ni、Cr、Mn多组元形成熵稳定的耐高温相，通过调节组元Fe的含量形成单相或者两相共存的耐高温高熵氧化物，旨在提高其介电损耗及其吸波性能。

第一方面，本发明提供了一种耐高温过渡金属高熵氧化物吸波填料(或称耐高温高熵氧化物)，所述耐高温过渡金属高熵氧化物吸波填料的组成为：

(1)尖晶石结构(Fe_a/(4+a)Co_1/(4+a)Ni_1/(4+a)Cr_1/(4+a)Mn_1/(4+a))₃O₄，其中1≤a≤3.5；

或(2)刚玉型结构(Fe_b/(4+b)Co_1/(4+b)Ni_1/(4+b)Cr_1/(4+b)Mn_1/(4+b))₂O₃，其中5≤b≤6；

或(1)+(2)的组合。

两种结构在XRD图谱上有着非常明显的区别。在SEM图谱中，尖晶石结构呈现出类棱锥的形状，而刚玉型结构呈现出类球型的形状。

高熵氧化物是通过熵稳定的形式将多种组元形成稳定的单一结构。这也就使得需要多种组元是等摩尔比的配方，由此来保证其构型熵的最大化；而随着Fe含量的增加，其构型熵逐渐减小，不足以将材料稳定在单一结构，从而出现分相；随着Fe含量的进一步增加，原有高熵材料的相结构将彻底转变。