[發明專利]一種六元尖晶石型鐵鈷鉻錳鎂銅系高熵氧化物及其粉體制備方法

在審

• 申請號: 202010162848.X
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111233455A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 梁炳亮;楊書偉;陳衛華;張建軍;何文;歐陽晟;劉長虹;王義良;程培棟;艾云龍
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: C04B35/26
• 分類號: C04B35/26;C04B35/626
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 黃文亮

本發明公開了一種六元尖晶石型鐵鈷鉻錳鎂銅系高熵氧化物及其粉體制備方法，屬于高熵氧化物粉體材料領域。所述高熵氧化物化學式為(FeCoCrMnMgCu)₃O₄，其晶體結構為面心立方結構，空間點群為Fd?3m。首先將Fe₂O₃、Cr₂O₃、Co₂O₃、MnO₂、MgO和CuO粉末按摩爾比1∶1∶1∶2∶1∶1球磨混合均勻，經過干燥、過篩后在馬弗爐中進行800～1000℃保溫1～3小時的燒結，煅燒后爐冷至室溫，得到單相尖晶石結構(FeCoCrMnMgCu)₃O₄高熵氧化物粉體材料。本發明中的制備方法具有成本低廉、生產周期短、可工業化生產、操作過程簡單和能耗低等優點，且制得的粉末純度高、粒徑較小且分布均勻，可廣泛應用于超級電容器電極、鋰離子電池電極、電解水制氫等新型能源材料領域。

技術領域

本發明屬于高熵氧化物粉體材料領域，具體涉及一種六元鐵鈷鉻錳鎂銅系尖晶石型高熵氧化物及其粉體制備方法。

背景技術

高熵合金突破了傳統的以一種或者兩種金屬元素作為主要元素的設計理念，而是由五種或者五種以上的金屬元素按照一定的比例相互固溶而形成的一種新型合金，由于其具有較高的混合熵，所以該合金一般具有高強度、高硬度以及優異的耐蝕性等特性。高熵氧化物材料是在高熵合金的基礎上發展而來的一種新型陶瓷材料，2015年Rost等人首次在高熵合金的基礎上提出了高熵氧化物的概念，并成功的制備出了巖鹽型結構的高熵氧化物(MgNiCoCuZn)O。近年來，有關尖晶石型高熵氧化物的研究也開始受到關注。

Dabrowa J等以等摩爾比的高純NiO、MnO、Fe₂O₃、Co₃O₄(99.7wt％)和Cr₂O₃(99wt％)為原料，采用振動球磨法混合均勻后以200MPa的壓力壓制成圓片，然后在1050℃煅燒20h，最后，將樣品放在鋁板上淬火至室溫以制得單相尖晶石結構的(CoCrFeMnNi)₃O₄高熵氧化物(J,Stygar M,A,et al.Synthesis and microstructure of the(Co,Cr,Fe,Mn,Ni)₃O₄high entropy oxide characterized by spinel structure[J].MaterialsLetters,2018,216:32-36.)。

GrzesikZ等以等摩爾比的高純Co₃O₄，Cr₂O₃，Fe₂O₃，MnO和NiO(99.7wt％)為原料，采用行星球磨機以600r/min的高轉速進行球磨混合均勻，之后將壓制成圓片，而后在1000℃下保溫20小時，最后將樣品放在鋁板上淬火至室溫以制得單相尖晶石結構的高熵氧化物(Co,Cr,Fe,Mn,Ni)₃O₄(Grzesik Z,G,Miszczak M,et al.Defect structure andtransport properties of(Co,Cr,Fe,Mn,Ni)₃O₄spinel-structured high entropy oxide[J].Journal of the European Ceramic Society,2019.)。