高熵合金/氧化物复合纳米吸波材料的制备方法与流程

本发明属于吸波材料制备技术领域，具体涉及一种高熵合金/氧化物复合纳米吸波材料的制备方法。

背景技术：

近几十年来，随着电子工业的迅猛发展，电磁辐射所带来的安全问题日益突出。越来越多的电磁波充斥着人们的生活空间，造成大量的电磁波污染，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，这些电磁波污染不仅不利于电子设备的正常运行，更会损害人类的身心健康。吸波材料的出现，能够让人们有效的防护电磁辐射，因此高效吸波材料也成为社会关注的热点，无论在军事还是民用领域，吸波材料均具有十分重要的价值。

吸波材料主要由粘结剂和吸收剂组成，粘结剂是材料的成膜物质，而具有吸收特定电磁参数的吸收剂是吸波材料的关键。根据对电磁波的损耗机理不同，吸波材料中的损耗介质可以分为电损耗型和磁损耗型两大类。其中电损耗型介质包括电阻损耗型(炭黑、石墨、金属粉、碳化硅、碳纤维等)和介电损耗型(氮化硅、氮化铁、碳纳米管、石墨烯等)，其主要特点是具有较高的电损耗正切角，依靠介质的电子极化或界面极化衰减来吸收电磁波；磁损耗型介质包括各种铁氧体粉、羰基铁粉、超细金属粉和纳米相材料等，具有较高的磁损耗正切角，依靠磁滞损耗、畴壁共振和后效损耗等磁极化衰减吸收电磁波。

随着多学科的交叉研究，吸波材料在材料的选择上有了更大的空间，特别是与其他不同特性材料的复合，使吸波材料的性能有了更大提升。纳米技术的发展进一步提高了吸波材料的性能。材料的纳米化，使得其粒子的物性呈现了独特的吸波性能。

技术实现要素：

本发明是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，其目的是提供一种高熵合金/氧化物复合纳米吸波材料的制备方法。

本发明的技术方案是：

一种高熵合金/氧化物复合纳米吸波材料的制备方法，包括以下步骤：

(ⅰ)将金属钴、铬、铜、镍、铝的硝酸盐溶于适量溶剂中，搅拌得到硝酸盐混合溶液；

(ⅱ)将一定量的络合剂加入到步骤(ⅰ)所得硝酸盐混合溶液中，搅拌得到硝酸盐与络合剂的混合溶液；

(ⅲ)向步骤(ⅱ)所得硝酸盐与络合剂的混合溶液边搅拌边滴加酸碱中和剂，调节混合溶液ph值至6～8，搅拌后得到混合凝胶；

(ⅳ)将步骤(ⅲ)所得混合凝胶置于烘箱中保温得到干凝胶；

(ⅴ)将步骤(ⅳ)所得干凝胶置于真空气氛箱式炉中进行煅烧，即得高熵合金/氧化物复合材料。

所述步骤(ⅰ)中的溶剂为去离子水、无水乙醇或甲醇中的任意一种或多种的混合。

所述金属钴、铬、铜、镍、铝的硝酸盐的摩尔比为1:1:1:1:1。

所述步骤(ⅰ)中的溶剂为去离子水和乙醇按照体积比5:1混合而得。

所述络合剂为含羟基的糖类中的一种或多种。

所述络合剂为柠檬酸或尿素。

所述金属钴、铬、铜、镍、铝的硝酸盐总量与络合剂的摩尔比为1：0.3～0.8。

所述步骤(ⅳ)中烘箱的温度为110℃，保温时长为48h。

所述步骤(ⅴ)中的锻烧温度为250℃～350℃，烧结气氛为氩气。

所述高熵合金/氧化物复合材料为粒径约30nm的纳米粉体。

所述溶剂加入量为一定量，与硝酸盐总量无关。

所述酸碱中和剂为氨水。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种高熵合金/氧化物复合纳米吸波材料的制备方法，所制备的吸波材料具有粒径小，重量轻等优点，纳米级的粉体吸波材料显著提高了材料的吸波性能；合成产物中存在的高熵氧化物相，在电磁波的作用下，产生巨大的介电损耗，高熵合金相(纳米金属颗粒)则产生磁损耗，二者复合可大幅提高该吸波材料的吸波性能；结构和性能稳定，合成过程能耗低。

附图说明

图1是本发明中实施例1～3所得产物的xrd图谱对照结果(自上而下依次为实施例1～3)；

图2是本发明中实施例1、4、5所得产物的xrd图谱对照结果(自上而下依次为实施例5、2、4)；

图3是本发明中实施例1所得产物的sem形貌；

图4是本发明中实施例2中所得产物的tem形貌。

具体实施方式

下面结合说明书附图及实施例对本发明高熵合金/氧化物复合纳米吸波材料的制备方法进行详细说明：

实施例1

(1)将各金属硝酸盐(co(no3)2·6h2o、cr(no3)3·9h2o、cu(no3)2·3h2o、ni(no3)2·6h2o及al(no3)2·9h2o)等摩尔比混合，即各金属硝酸盐各取0.02mol，加入250ml去离子水，再加入50ml无水乙醇，在室温下以800r/min的速率搅拌20min后得到完全溶解的硝酸盐混合溶液。

(2)在上述硝酸盐混合液中加入柠檬酸作为络合剂，其中硝酸盐和柠檬酸的比例为1:0.3，搅拌10～20min后，得到硝酸盐与柠檬酸的混合溶液。在上述硝酸盐与柠檬酸的混合溶液中滴加氨水，调节其ph值至6，得到硝酸盐与柠檬酸的溶胶，持续搅拌60min后，得到硝酸盐和柠檬酸的混合凝胶。

柠檬酸作为络合剂加入到硝酸盐中，将各金属离子络合成为网状大分子，缩短金属离子间的距离，促进反应。

(3)将上述凝胶置于110℃烘箱中保温48h得到所需干凝胶。

(4)干凝胶置于真空箱式气氛炉于300℃下烧结，烧结气氛为氩气气氛，最终得到高熵合金/氧化物复合纳米材料。

高熵合金/氧化物复合纳米材料的xrd图谱如图1中1:0.3线所示，sem形貌如图3所示。

实施例2

(1)将各金属硝酸盐(co(no3)2·6h2o、cr(no3)3·9h2o、cu(no3)2·3h2o、ni(no3)2·6h2o及al(no3)2·9h2o)以等摩尔比混合，即各金属硝酸盐各取0.02mol，加入250ml去离子水，再加入50ml无水乙醇，在室温下以800r/min的速率搅拌20min后得到完全溶解的硝酸盐混合溶液。

(2)在上述硝酸盐混合液中加入柠檬酸作为络合剂，其中硝酸盐和柠檬酸的比例为1:0.5，搅拌10～20min后，得到硝酸盐与柠檬酸的混合溶液。在上述硝酸盐与柠檬酸的混合溶液中滴加氨水，调节其ph值至7，得到中性硝酸盐与柠檬酸的溶胶，持续搅拌60min后，得到硝酸盐和柠檬酸的混合凝胶。

(3)将上述凝胶置于110℃烘箱中保温48h得到所需干凝胶。

(4)干凝胶置于真空箱式气氛炉于300℃下烧结，烧结气氛为氩气气氛，最终得到高熵合金/氧化物复合纳米材料。

高熵合金/氧化物复合纳米材料的xrd图谱如图1中1:0.5线及图2中300℃线所示，tem形貌如图4所示。

实施例3

(1)将各金属硝酸盐(co(no3)2·6h2o、cr(no3)3·9h2o、cu(no3)2·3h2o、ni(no3)2·6h2o及al(no3)2·9h2o)等摩尔比混合，即各金属硝酸盐各取0.02mol，加入250ml去离子水，再加入50ml无水乙醇，在室温下以800r/min的速率搅拌30min后得到完全溶解的硝酸盐混合溶液。

(2)在上述硝酸盐混合液中加入柠檬酸作为络合剂，其中硝酸盐和柠檬酸的比例为1:0.8，搅拌10～20min后，得到硝酸盐与柠檬酸的混合溶液。在上述硝酸盐与柠檬酸的混合溶液中滴加氨水，调节其ph值至8，得到硝酸盐与柠檬酸的溶胶，持续搅拌60min后，得到硝酸盐和柠檬酸的混合凝胶。

(3)将上述凝胶置于110℃烘箱中保温48h得到所需干凝胶。

(4)干凝胶置于真空箱式气氛炉于300℃下烧结，烧结气氛为氩气气氛，最终得到高熵合金/氧化物复合纳米材料。

高熵合金/氧化物复合纳米材料的xrd图谱如图1中1:0.8线所示。

对实施例1，2，3中所得产物分别进行maud精修，半定量得到两种物相的含量百分比如表1所示。

表1为本发明所实施例1～3中所得产物的物相半定量分析结果。

表1

实施例4

(1)将各金属硝酸盐(co(no3)2·6h2o、cr(no3)3·9h2o、cu(no3)2·3h2o、ni(no3)2·6h2o及al(no3)2·9h2o)等摩尔比混合，即各金属硝酸盐各取0.02mol，加入250ml去离子水，再加入50ml无水乙醇，在室温下以800r/min的速率搅拌30min后得到完全溶解的硝酸盐混合溶液。

(2)在上述硝酸盐混合液中加入柠檬酸作为络合剂，其中硝酸盐和柠檬酸的比例为1:0.5，搅拌10～20min后，得到硝酸盐与柠檬酸的混合溶液。在上述硝酸盐与柠檬酸的混合溶液中滴加氨水，调节其ph值至7，得到硝酸盐与柠檬酸的溶胶，持续搅拌60min后，得到硝酸盐和柠檬酸的混合凝胶。

(3)将上述凝胶置于110℃烘箱中保温48h得到所需干凝胶。

(4)干凝胶置于真空箱式气氛炉于250℃下烧结，烧结气氛为氩气气氛，最终得到高熵合金/氧化物复合纳米材料。

高熵合金/氧化物复合纳米材料的xrd图谱如图2中250℃线所示。

实施例5

(1)将各金属硝酸盐(co(no3)2·6h2o、cr(no3)3·9h2o、cu(no3)2·3h2o、ni(no3)2·6h2o及al(no3)2·9h2o)等摩尔比混合，即各金属硝酸盐各取0.02mol，加入250ml去离子水，再加入50ml无水乙醇，在室温下以800r/min的速率搅拌20min后得到完全溶解的硝酸盐混合溶液。

(2)在上述硝酸盐混合液中加入柠檬酸作为络合剂，其中硝酸盐和柠檬酸的比例为1:0.5，搅拌10～20min后，得到硝酸盐与柠檬酸的混合溶液。在上述硝酸盐与柠檬酸的混合溶液中滴加氨水，调节其ph值至7，得到硝酸盐与柠檬酸的溶胶，持续搅拌60min后，得到硝酸盐和柠檬酸的混合凝胶。

(3)将上述凝胶置于110℃烘箱中保温48h得到所需干凝胶。

(4)干凝胶置于真空箱式气氛炉于350℃下烧结，烧结气氛为氩气气氛，最终得到高熵合金/氧化物复合纳米材料。

高熵合金/氧化物复合纳米材料的xrd图谱如图2中350℃线所示。