在復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境中實現(xiàn)優(yōu)異的電磁波吸收（EMA）性能和出色的多功能物理化學(xué)特性，是高熵合金（HEAs）吸收劑面臨的巨大挑戰(zhàn)。為了實現(xiàn)這一目標，作者設(shè)計了一種新型的機械化學(xué)碳氮化技術(shù)。以氰基化合物（三聚氰胺，C3H6N6）和金屬粉末為原料，采用機械化學(xué)方法成功制備了具有片狀形貌的碳氮共滲鐵鎳銅氫氧化物。通過對樣品的相結(jié)構(gòu)、磁性能、耐腐蝕性、抗氧化性和 EMA 性能的研究發(fā)現(xiàn)，碳氮共滲工藝優(yōu)化了 HEAs 的高頻電磁匹配，實現(xiàn)了優(yōu)異的 EMA 性能。在引入三聚氰胺后，S003（FeCoNiCuM0.03）樣品的反射損耗為-55.8 dB，有效吸收帶寬（EAB）為 3.82 GHz，而 S006（FeCoNiCuM0.06）樣品則實現(xiàn)了-61.8 dB的強吸收。此外，碳氮化鐵鈷鎳銅 HEA 還具有優(yōu)異的耐腐蝕性和機械硬度。這項工作不僅證明了碳氮共滲 HEA 在 EMA 應(yīng)用中的潛力，還為優(yōu)化 HEA 的電磁阻抗匹配提供了一個新概念。
Fig 1. 碳氮共滲 FeCoNiCu HEAs 的制備示意圖。
Fig 2. 各樣品中 (a) C 和 (b) N 含量的理論值和實際值。(c) XRD 圖譜和 41?-47? 的放大區(qū)域，(d) 所有樣品（S000、S003、S006、S008 和 S010）的結(jié)晶度、晶粒尺寸和應(yīng)變圖。
Fig 3. (a)S000、(b)S003、(c)S006、(d)S008 和 (e) S010 的掃描電子顯微鏡、粒度分布和元素分布圖。
Fig 4. (a) 磁滯回線和磁滯回線放大區(qū)域，(b) 所有樣品的 Ms 和 Hc。(c) 納米壓痕載荷與納米壓痕深度之間的實驗關(guān)系，(d) 所有樣品（S000、S003、S006、S008 和 S010）的納米壓痕硬度和楊氏模量。
Fig 5. (a) 電位極化曲線；(b) 塔菲爾外推法得出的統(tǒng)計結(jié)果；(c) 奈奎斯特圖（插圖為等效電路）；(d) S000、S003、S006、S008 和 S010 的 TG 曲線。
Fig 6. (a) 復(fù)介電常數(shù)的實部、虛部和 (c) 介電損耗正切（tanδε = ε?/ε?）。(d) S000、S003、S006、S008 和 S010 的 ε?-f - 1 圖。
Fig 7. (a) 復(fù)磁導(dǎo)率的實部、虛部和 (c) 磁損耗正切（tanδμ = μ?/μ?）。(d) S000、S003、S006、S008 和 S010 的 C0 和 (e) 衰減常數(shù) (α)曲線。
Fig 8. (a) S000、(b) S003、(c) S006、(d) S008 和 (e) S010 的阻抗匹配圖。
Fig 9. (a-e) 不同厚度的碳氮化鐵鎳銅 HEA 的三維 RL 圖和二維有效吸收范圍與頻率的函數(shù)關(guān)系。
Fig 10. 基于碳氮化鐵鈷鎳銅氫氧化鉀的 EMA 機制示意圖。
相關(guān)研究工作由寧波大學(xué)Linwen Jiang和廣東省科學(xué)院新材料研究所Xiaofeng Zhang課題組于2024年共同發(fā)表在《Carbon》期刊上，Novel carbonitriding process of high-entropy alloys using mechanochemical process for obtaining excellent high-frequency electromagnetic properties，原文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.carbon.2024.119406
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
