一种应用于电磁波吸收的FeCoNi基多孔高熵合金材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种本发明专利技术涉及一种FeCoNi基多孔高熵合金材料的制备及其应用。本发明专利技术通过高能球磨的方法将不同的金属单质粉(其中主元包括但不仅限于铝，铁，钴，镍)固溶成高熵合金粉末，再用碱溶液对高熵合金中的铝主元进行腐蚀处理，得到具有多孔形貌的高熵合金。多孔的结构可以有效地增加电磁波与材料的多重反射。同时，可通过调碱溶液和高熵合金中铝主元的相对含量来控制脱合金化的程度，从而达到优化电磁参数，进一步提升材料的微波吸收性能的目的。本发明专利技术所制备的多孔高熵合金微波吸收体具有多孔的结构，具有轻重量的特点。本发明专利技术制备工艺简单、周期短，得到的多孔高熵合金材料电磁参数可调控，在吸波材料领域具有一定的应用前景。用前景。用前景。

A FeCoNi based porous high entropy alloy material for electromagnetic wave absorption and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
[0011]对反应后所得到的金属粉末分别用乙醇和去离子水洗涤，对洗涤得到的金属粉末进行干燥处理，最终得到多孔的高熵合金材料。
[0012]优选地，所述S1中各金属粉末的纯度均大于99.9％，铝金属粉末的粒度为2mm左右，其主元的金属粉末粒度为200～300目。
[0013]优选地，所述S1中除铝金属粉末外，其他过渡金属粉末为铁粉，钴粉，镍粉以及如铜粉，钛粉，铬粉，锰粉，钒粉等。
[0014]优选地，所述S1中的球磨器械为高能摆动式球磨机，球磨时间为10小时，球磨介质为直径8mm的不锈钢球，球磨方式为连续球磨。
[0015]优选地，所述S2中的静置反应时间为48～96小时。
[0016]优选地，所述S2中产物的洗涤条件为去离子水洗涤至中性，再用乙醇洗涤3遍以上。
[0017]优选地，所述S2中产物的干燥条件为40～90℃下恒温真空干燥12～36小时。
[0018]第二方面，采用本专利技术提供的方法制备得到的FeCoNi基多孔高熵合金材料，微波吸收性能优异，在微波吸收领域具有广阔的应用前景。
[0019]本专利技术提供的上述技术方案，与现有技术相比，具有以下优点：
[0020](1)申请人经过大量研究发现：FeCoNi基高熵合金具有优异的力学性能，耐腐蚀性能，但是这类材料作为吸波材料仍存在阻抗不匹配等缺点，因此吸波强度整体仍然偏低，有效带宽不足。而高熵合金的因由多种主元固溶而成，其物理性能可以通过改变某一主元的含量来进行调控。同时，对高熵合金材料进行微观结构设计也是获得高效微波吸收的有效手段。
[0021](2)本专利技术对含铝高熵合金材料通过碱液腐蚀，将在高熵合金中铝主元反应掉而形成多孔状的结构。这不仅可以对高熵合金进行在成分调控，也可以实现材料的多孔化。本专利技术充分利用这个特点，通过合金脱合金化的方法制备多孔高熵合金材料并调节其电磁性能，从而在不同频率电磁波范围内实现有效吸收。
[0022](3)本专利技术制得的多孔高熵合金材料具有优异的微波吸收性能，当该材料的厚度为3.00mm时，其最大反射损耗值可达
‑
54分贝左右，并且在低频段获得了较高的吸收效率，在民用和军事领域具有良好的应用前景。
附图说明
[0023]图1为本申请多孔高熵合金材料的制备实验原理示意图；
[0024]图2为本申请实施例1制备的高熵合金材料在微波频率下的复介电常数值；
[0025]图3为本申请实施例1制备的高熵合金材料在微波频率下的复磁导率数值；
[0026]图4为本申请实施例1制备的高熵合金在不同厚度时的反射损耗值。
具体实施方式
[0027]下面将结合附图对本专利技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚的说明本专利技术的技术方案，因此只作为实例，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0028]本专利技术提供一种多孔高熵合金材料的制备方法，其实验原理示意图如图1所示。具
体的制备方法包括以下步骤：
[0029]S1：含铝高熵合金粉体的制备：将金属铝粉末与其他四种或四种以上不同的过渡金属粉末通过高能球磨的方式固溶成高熵合金粉末。
[0030]S2:多孔化处理：将球磨所得到的含铝高熵合金粉与碱溶液混合，静置48～96小时。碱溶液与高熵合金中的铝主元发生如下反应
[0031]2Al+2OH
‑
+2H2O＝2AlO
‑
+3H2[0032]对反应后所得到的金属粉末先用去离子水洗涤洗涤液为中性，然后用无水乙醇继续洗涤3次以上。对所得到的金属粉末进行干燥处理，干燥条件为最终得到多孔的高熵合金材料。
[0033]下面结合具体实施方式进行说明：
[0034]实施例一
[0035]本实施例提供一种FeCoNiCuAl多孔高熵合金材料的制备方法，具体包括以下步骤：
[0036]S1：含铝高熵合金粉体的制备：将金属铝粉末与铁粉，钴粉，镍粉，铜粉通过高能球磨的方式固溶成高熵合金粉末，其中所有金属粉末的纯度均大于99.9％，铝粉的粒度为2mm左右，其他金属粉的粒度为200～300目，采用的球磨器械为高能摆动式球磨机，球磨时间为10小时，球磨介质为直径8mm的不锈钢球，球磨方式为连续球磨。
[0037]S2:多孔化处理：将球磨所得到的含铝高熵合金粉与碱溶液混合，静置。碱溶液与高熵合金中的铝主元发生如下反应
[0038]2Al+2OH
‑
+2H2O＝2AlO
‑
+3H2[0039]对反应后所得到的金属粉末分别用乙醇和去离子水洗涤，对洗涤得到的金属粉末进行干燥处理，干燥条件为40～90℃下恒温真空干燥12～36小时，最终得到多孔的高熵合金材料。
[0040]制备得到的产物性能表征如图2～4所示。图2和图3中分别给出了脱合金化处理过的FeCoNiCuAl多孔高熵合金材料在微波频率下的复介电常数值和复磁导率。图4给出了脱合金化处理过的FeCoNiCuAl多孔高熵合金材料在不同厚度下的微波吸收值，从中可以看出FeCoNiCuAl多孔高熵合金材料具有较好的微波吸收性能，最大反射损耗接近
‑
54分贝，其有效吸收带宽约为3.5GHz。
[0041]实施例二
[0042]本实施例提供一种FeCoNiTiAl多孔高熵合金材料的制备方法，具体包括以下步骤：
[0043]S1：含铝高熵合金粉体的制备：将金属铝粉末与铁粉，钴粉，镍粉，钛粉通过高能球磨的方式固溶成高熵合金粉末，其中所有金属粉末的纯度均大于99.9％，铝粉的粒度为2mm左右，其他金属粉的粒度为200～300目，采用的球磨器械为高能摆动式球磨机，球磨时间为10小时，球磨介质为直径8mm的不锈钢球，球磨方式为连续球磨。
[0044]S2:多孔化处理：将球磨所得到的含铝高熵合金粉与碱溶液混合，静置。碱溶液与高熵合金中的铝主元发生如下反应
[0045]2Al+2OH
‑
+2H2O＝2AlO
‑
+3H2[0046]对反应后所得到的金属粉末分别用乙醇和去离子水洗涤，对洗涤得到的金属粉末
进行干燥处理，干燥条件为40～90℃下恒温真空干燥12～36小时，最终得到多孔的高熵合金材料。
[0047]实施例三
[0048]本实施例提供一种FeCoNiMnAl多孔高熵合金材料的制备方法，具体包括以下步骤：
[0049]S1：含铝高熵合金粉体的制备：将金属铝粉末与铁粉，钴粉，镍粉，锰粉通过高能球磨的方式固溶成高熵合金粉末，其中所有金属粉末的纯度均大于99.9％，铝粉的粒度为2mm左右，其他金属粉的粒度为200～300目，采用的球磨器械为高能摆动式球磨机，球磨时间为10小时，球磨介质为直径8mm的不锈钢球，球磨方式为连续球磨。
[0050]S2:多孔化处理：将球磨所得到的含铝高熵合金粉与碱溶液混合，静置。碱溶液与高熵合金中的铝主元发生如下反应
[0051]2Al+2OH...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种FeCoNi基多孔高熵合金材料的制备，其特征在于，包括如下步骤：S1、含铝高熵合金粉末的制备：将金属粉末单质通过高能球磨的方式固溶成高熵合金粉末；S2：多孔化处理：将球磨所得到的含铝高熵合金粉与碱溶液混合，静置；碱溶液与高熵合金中的铝主元发生如下反应：2Al+2OH
‑
+2H2O＝2AlO2‑
+3H2对反应后所得到的金属粉末分别用乙醇和去离子水洗涤，对洗涤得到的金属粉末进行干燥处理，最终得到多孔的高熵合金材料。2.根据权利要求1所述一种FeCoNi基多孔高熵合金材料的制备，其特征在于，所述S1中的金属粉末包括铝粉，铁粉，钴粉，镍粉以及铜粉，钛粉，铬粉，锰粉，钒粉，其所有金属粉末的浓度均高于99.9％。3.根据权利要求1所述一种FeCoNi基多孔高熵合金材料的制备，其特征在于，所述S1中的球磨器械为高能摆动式球磨机，球磨时间为10小时，球磨介质为直...

【专利技术属性】
技术研发人员：羊建平，姜林文，杨文超，冯均利，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：