本發(fā)明涉及吸波材料，尤其涉及一種耐腐蝕稀土高熵合金低頻微波吸收劑及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著5g智能時(shí)代的發(fā)展，以千兆赫茲電磁波為載體的通信技術(shù)為工業(yè)自動(dòng)化和智能通信領(lǐng)域帶來(lái)了超高的信息傳輸效率，推動(dòng)了相關(guān)智能設(shè)備的快速發(fā)展，給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的便利。然而，超高信息傳輸伴隨的電磁輻射同樣對(duì)相關(guān)設(shè)備與儀器造成電磁干擾，這引發(fā)了人們對(duì)相關(guān)電磁功能復(fù)合材料的迫切需求。與此同時(shí)，隨著5g智能器件在工業(yè)設(shè)備、通信基站和海洋軍事領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，常規(guī)電磁波吸收材料在海洋、酸雨或者堿性等苛刻應(yīng)用環(huán)境中會(huì)形成不可逆的化學(xué)腐蝕，進(jìn)而惡化其電磁功能。例如，在海洋環(huán)境中，軍艦和潛艇表面的金屬腐蝕引起的涂層脫落通常會(huì)使電磁吸波性能失效?；诖耍_(kāi)發(fā)兼具電磁吸收和耐腐蝕特性的雙功能電磁波功能材料具有現(xiàn)實(shí)需求。

2、隨著高新技術(shù)的飛速發(fā)展，除了吸波能力外，對(duì)吸波材料的耐腐蝕性能和高溫組織穩(wěn)定性也提出了很高的要求。高熵合金具有優(yōu)異的性能，其具有作為吸波材料的發(fā)展?jié)摿?。但是截止目前，?duì)高熵合金吸波材料的研究仍然較少，其中已報(bào)道的fenico系高熵合金的吸波性能較好，在摻雜一定含量的al元素后(fenicoal0.2)可實(shí)現(xiàn)-60.9db的反射損耗值(公開(kāi)號(hào)cn113862545a的發(fā)明專利)，然而厚度達(dá)到了2.0mm，嚴(yán)重制約其工業(yè)化應(yīng)用。同時(shí)，fe、ni、co等磁性材料又存在密度較大、吸波頻帶寬度較窄等缺陷。此外，目前高熵粉體吸波材料的制備主要采用高能球磨進(jìn)行機(jī)械合金化的方法，該方法制備周期長(zhǎng)、純度不高、性能不穩(wěn)定、原材料成本較高，不利于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。另外，上述高熵合金為高頻微波吸收材料，其并不能作為低頻微波吸收材料(1mhz-3ghz稱為低頻，3-18ghz即為高頻)。一般將高頻吸波材料厚度調(diào)整到相對(duì)較厚，才能使材料的吸收波段控制在低頻，但列舉的材料即使增加厚度在低頻波段仍不具有有效吸收(反射損耗小于10db)。

3、另外，電磁波功能材料是否能夠復(fù)雜、苛刻環(huán)境下具有耐腐蝕特性仍然未知，或并未有所探究。但基于電磁波功能材料在工業(yè)設(shè)備、通信基站和海洋軍事領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，電磁波材料的耐腐蝕特性也具有迫切的現(xiàn)實(shí)需求，如能同時(shí)實(shí)現(xiàn)電磁吸收和耐腐蝕特性的雙功能，則將對(duì)電磁波材料應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大有較大的推進(jìn)效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種耐腐蝕稀土高熵合金低頻微波吸收劑及其制備方法與應(yīng)用，以解決現(xiàn)有高熵合金吸波材料存在的工作厚度大、密度大、吸波頻帶寬度較窄等缺陷；以及制備方法存在的制備周期長(zhǎng)、純度低、性能不穩(wěn)定、原材料成本高的問(wèn)題。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種耐腐蝕稀土高熵合金低頻微波吸收劑，所述耐腐蝕稀土高熵合金低頻微波吸收劑的分子式為feacobnicmndcuelaf，其中0.5≤a≤1，0.5≤b≤1，0.5≤c≤1，0＜d≤1，0＜e≤0.5，0＜f≤0.1，且a≥b≥c＞d≥e＞f。

4、優(yōu)選的，所述耐腐蝕稀土高熵合金低頻微波吸收劑的分子式為fe1co1ni1mn0.9cu0.1la0.02。

5、本發(fā)明的另一目的是提供一種耐腐蝕稀土高熵合金低頻微波吸收劑的制備方法，包括如下步驟：

6、將fe粉、co粉、ni粉、mn粉、cu粉、la粉與球磨控制劑混合，進(jìn)行球磨，得到耐腐蝕稀土高熵合金低頻微波吸收劑。

7、優(yōu)選的，所述球磨的時(shí)間為10～90h，球磨的轉(zhuǎn)速為300～500rpm，所述球磨中的球料比為10～20：1。

8、優(yōu)選的，所述球磨采用正反向交替進(jìn)行，每個(gè)正反向球磨周期為40～80min。

9、優(yōu)選的，所述fe粉、co粉、ni粉、mn粉、cu粉、la粉的總質(zhì)量與球磨控制劑的體積比為10g：20～40ml。

10、優(yōu)選的，所述球磨控制劑包括乙醇、水和硬脂酸中的一種或幾種。

11、優(yōu)選的，所述fe粉、co粉、ni粉、mn粉、cu粉、la粉的粒徑獨(dú)立的≤50μm。

12、本發(fā)明的再一目的是提供一種所述制備方法制備得到的耐腐蝕稀土高熵合金低頻微波吸收劑在吸波涂層中的應(yīng)用。

13、優(yōu)選的，包括如下步驟：

14、將耐腐蝕稀土高熵合金低頻微波吸收劑置于基體表面，加熱恒溫處理，然后進(jìn)行激光熔覆，得到吸波涂層。

15、本發(fā)明的耐腐蝕稀土高熵合金低頻微波吸收劑中通過(guò)添加鐵磁性元素fe、ni和co，促進(jìn)了高熵合金吸波材料吸收電磁波，從而具有較好的電磁波吸收能力；通過(guò)添加稀土元素la，提高了吸波材料的耐腐蝕性能，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)更寬的吸波頻帶和更好的吸波性能，同時(shí)與未摻雜稀土元素的高熵合金吸波材料相比，還具有更小的密度，展現(xiàn)出良好的應(yīng)用背景，擴(kuò)大了高熵合金吸波材料的應(yīng)用范圍；通過(guò)添加金屬元素mn和cu，提高了合金的組分均勻性，優(yōu)化了介電損耗同時(shí)改善了阻抗匹配，有利于提高材料的吸波性能；同時(shí)，本發(fā)明的高熵合金吸波材料采用了價(jià)格低廉的mn，有效降低了高熵合金吸波材料的成本。

16、經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

17、1、本發(fā)明通過(guò)機(jī)械合金化工藝制備出一類兼具低頻電磁吸收與耐腐蝕特性高熵合金吸波材料，即耐腐蝕稀土高熵合金低頻微波吸收劑。其內(nèi)部為片狀顆粒結(jié)構(gòu)，能夠有效阻止多種腐蝕介質(zhì)在目標(biāo)基體表面的滲透與傳遞，具有優(yōu)異的耐腐蝕性能。

18、2、本發(fā)明合金化球磨工藝簡(jiǎn)單，條件容易控制，降低了制備能耗，有利于實(shí)現(xiàn)高熵合金吸波材料的批量生產(chǎn)，兼具多種功能，有望在航空或海洋軍事領(lǐng)域中進(jìn)一步拓展應(yīng)用。

技術(shù)特征：

1.一種耐腐蝕稀土高熵合金低頻微波吸收劑，其特征在于，所述耐腐蝕稀土高熵合金低頻微波吸收劑的分子式為feacobnicmndcuelaf，其中0.5≤a≤1，0.5≤b≤1，0.5≤c≤1，0＜d≤1，0＜e≤0.5，0＜f≤0.1，且a≥b≥c＞d≥e＞f。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐腐蝕稀土高熵合金低頻微波吸收劑，其特征在于，所述耐腐蝕稀土高熵合金低頻微波吸收劑的分子式為fe1co1ni1mn0.9cu0.1la0.02。

3.權(quán)利要求1～2任一項(xiàng)所述的一種耐腐蝕稀土高熵合金低頻微波吸收劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種耐腐蝕稀土高熵合金低頻微波吸收劑的制備方法，其特征在于，所述球磨的時(shí)間為10～90h，球磨的轉(zhuǎn)速為300～500rpm，所述球磨中的球料比為10～20：1。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種耐腐蝕稀土高熵合金低頻微波吸收劑的制備方法，其特征在于，所述球磨采用正反向交替進(jìn)行，每個(gè)正反向球磨周期為40～80min。

6.根據(jù)權(quán)利要求3～5任一項(xiàng)所述的一種耐腐蝕稀土高熵合金低頻微波吸收劑的制備方法，其特征在于，所述fe粉、co粉、ni粉、mn粉、cu粉、la粉的總質(zhì)量與球磨控制劑的體積比為10g：20～40ml。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種耐腐蝕稀土高熵合金低頻微波吸收劑的制備方法，其特征在于，所述球磨控制劑包括乙醇、水和硬脂酸中的一種或幾種。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種耐腐蝕稀土高熵合金低頻微波吸收劑的制備方法，其特征在于，所述fe粉、co粉、ni粉、mn粉、cu粉、la粉的粒徑獨(dú)立的≤50μm。

9.權(quán)利要求3～8任一項(xiàng)所述制備方法制備得到的耐腐蝕稀土高熵合金低頻微波吸收劑在吸波涂層中的應(yīng)用。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的耐腐蝕稀土高熵合金低頻微波吸收劑在吸波涂層中的應(yīng)用，其特征在于，包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于吸波材料技術(shù)領(lǐng)域，具體公開(kāi)了一種耐腐蝕稀土高熵合金低頻微波吸收劑及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明所述耐腐蝕稀土高熵合金低頻微波吸收劑的分子式為Fe<subgt;a</subgt;Co<subgt;b</subgt;Ni<subgt;c</subgt;Mn<subgt;d</subgt;Cu<subgt;e</subgt;La<subgt;f</subgt;，其中0.5≤a≤1，0.5≤b≤1，0.5≤c≤1，0＜d≤1，0＜e≤0.5，0＜f≤0.1，且a≥b≥c＞d≥e＞f。所述微波吸收劑通過(guò)對(duì)應(yīng)的合金粉與球磨控制劑混合，進(jìn)行球磨，便能制備得到，具有工藝簡(jiǎn)單，條件易控制，能耗低的優(yōu)勢(shì)；另外，其內(nèi)部為片狀顆粒結(jié)構(gòu)，能夠有效阻止多種腐蝕介質(zhì)在目標(biāo)基體表面的滲透與傳遞，具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，同時(shí)兼具優(yōu)異的吸波性能。

技術(shù)研發(fā)人員：李雍,黎沛雨,韓沛,盧春曉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21