[發明專利]一種高熵吸波碳化物陶瓷粉體材料、制備方法及其應用

有效

• 申請號: 202011140101.0
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112341199B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 向會敏;陳恒;周延春;戴付志;陳海坤
• 申請（專利權）人: 航天材料及工藝研究所
• 主分類號: C04B35/56
• 分類號: C04B35/56;C09D5/32;C04B35/64;C04B35/626
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

本發明提供了一種高熵吸波碳化物陶瓷粉體材料、制備方法及其應用，該陶瓷粉體材料由包括以下摩爾配比的原料制得：0mol％～5mol％二氧化鈦、0mol％～5mol％二氧化鋯、0mol％～5mol％二氧化鉿、0mol％～2.5mol％五氧化二鈮、0mol％～2.5mol％五氧化二鉭、0mol％～2.5mol％五氧化二釩，其余為碳黑，其中，上述任意五種以上的過渡金屬氧化物的用量不為0。制備方法為：任選五種以上述過渡金屬氧化物，將過渡金屬氧化物與碳黑在存在混合介質的條件下混合，得到混合均勻的料漿；將料漿進行干燥處理，過篩得到混合粉末，煅燒后得到碳化物陶瓷粉體材料。本發明中該高熵陶瓷粉體材料具有純度高、吸波性能好、吸收頻帶寬的特點，在吸波材料領域有極好的應用前景。

技術領域

本發明屬于微波吸收材料及其制備、應用領域，涉及一種高熵吸波碳化物陶瓷粉體材料、制備方法及其應用，尤其涉及一種高純度、強吸波性能、寬吸收頻帶的高熵碳化物陶瓷、制備方法及其應用。

背景技術

隨著現代科學技術的發展，各種電子、電氣設備為人們的日常生活提供了很大幫助。但與此同時，這些設備產生的電磁輻射與干擾問題又對人們的生產和生活產生了新問題，惡化了人類生存在空間。此外，在軍事領域，出于雷達隱身的需要，飛行器與需要避開電磁波的作用。因此需要研發吸波材料來對電磁波信號進行吸收。理想的吸波材料應具有“薄、輕、寬、強”的特點，隨著技術的發展，未來的新一代吸波材料還需要具有環境適應性、耐高溫、抗氧化等特點。但傳統吸波材料中磁性材料比重較大，不僅質量大，還存在高溫下失去磁性的問題，嚴重影響其高溫吸波性能；而以碳材料為主的復合吸波材料則存在著吸收強度偏低和吸收頻帶偏窄的問題。

金屬碳化物不僅具有密度低、高溫穩定性良好等特點，同時其晶格容納金屬原子尺寸可調性大，具有良好的性能調控空間，有利于通過不同金屬的加入對其性能進行大范圍的控制，但目前還沒有關于高熵碳化物成分與電磁吸收性能的研究及報道。

發明內容

為了克服現有技術中的不足，本發明人進行了銳意研究，提供了一種高熵吸波碳化物陶瓷粉體材料及其制備方法，通過高熵技術，在碳體材料中同時引入不低于5種過渡金屬元素，可有效提其微波吸收強度及吸收頻帶寬度，從而完成本發明。

本發明提供的技術方案如下：

第一方面，一種高熵吸波碳化物陶瓷粉體材料，由包括以下摩爾配比的原料制得：

0mol％～5mol％二氧化鈦、0mol％～5mol％二氧化鋯、0mol％～5mol％二氧化鉿、0mol％～2.5mol％五氧化二鈮、0mol％～2.5mol％五氧化二鉭、0mol％～2.5mol％五氧化二釩，其余為碳黑，其中，上述任意五種以上的過渡金屬氧化物的用量不為0。

第二方面，一種高熵吸波碳化物陶瓷粉體材料的制備方法，用于制備上述第一方面所述的高熵吸波碳化物陶瓷粉體材料，包括：

步驟1，任選五種以上設定的過渡金屬氧化物，將過渡金屬氧化物與碳黑在存在混合介質的條件下混合，得到混合均勻的料漿；

步驟2，將步驟1得到的料漿進行干燥處理，過篩得到混合粉末，將混合粉末進行煅燒，得到碳化物陶瓷粉體材料。

第三方面，上述第一方面所述的高熵吸波碳化物陶瓷粉體材料，或者上述第二方面所述的制備方法制備得到的高熵吸波碳化物陶瓷粉體材料在吸波涂層方面的應用。

根據本發明提供的一種高熵吸波碳化物陶瓷粉體材料、制備方法及其應用，具有以下有益效果：

(1)本發明以二氧化鈦、二氧化鋯、二氧化鉿、五氧化二鈮、五氧化二鉭、五氧化二釩及碳黑為原料，在真空條件下通過高溫電爐獲得了高純度、強吸波性能、寬吸收頻帶的高熵吸波碳化物陶瓷，經分析表明制備得到的高熵吸波碳化物陶瓷的最大吸波損耗不低于38.5dB；最大吸收頻帶寬不低于2.3GHz；