一种高熵MAX相材料及其制备方法和应用

本发明涉及max相材料，尤其涉及一种高熵max相材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、三元层状过渡金属碳/氮化物max相具有丰富的元素组成和庞大的结构体系，分子通式为mn+1axn，其中m为过渡族金属，a为iiia、iva、va或via族元素，x为c或n原子，n的值可为1、2、3或4。由于其特殊的层状结构和独特的键合特点，max相兼具金属与陶瓷材料的优异性能，包括高强度、耐高温、抗氧化、耐腐蚀等陶瓷特性以及导电、导热、抗热震、加工性强、耐辐照损伤等金属材料性能。max相材料优异的性能使其在高温承载、航空航天、电力传输、核工业、电磁屏蔽以及微波吸收等应用领域具有广阔的前景与巨大的潜力。

3、高熵概念的提出为材料的设计与开发提供了新的思路，高熵材料内独特的高熵效应赋予了其更优异的物理化学性能。高熵max相是一个组分复杂的庞大家族，根据高熵材料的“鸡尾酒”效应，不同种类高熵max相在微观结构与宏观性能上往往会表现出较大的差异，因此，利用组分调控，可以对max相材料的性能进行合理的设计与优化。目前，已报道的高熵max相体系较少，限制了该材料的开发应用。此外，高熵max相的制备工艺复杂，采用常规高温烧结法无法确保多种元素的充分固溶，并且往往会生成碳化物等多种杂质相。因此，开发高性能高熵max相体系，并研究其高纯制备方法具有重要的研究意义。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种高熵max相材料及其制备方法和应用，本发明通过各元素的合理调配，采用两步高温固相反应法，实现m位元素的充分固溶，得到纯度较高的单相固溶体粉体产物，所得到的高熵max相材料具有良好的吸波性能。

2、第一方面，本发明提供了一种高熵max相材料的制备方法，包括如下步骤：

3、将mo粉、cr粉、ti粉、mn粉与碳粉混合，混匀后进行第一次煅烧处理，随炉冷却到室温，得到一次煅烧产物；

4、将所述一次煅烧产物与铝粉混合，混匀后进行第二次煅烧处理，即得；

5、其中，mo粉、cr粉、ti粉、mn粉、碳粉和铝粉的摩尔比为0.5～1.5:0.5～1.5:0.5～1.5:0.5～1.5:1.5～2:2.5～3；第二次煅烧处理的温度比第一次煅烧处理的温度低200～400℃。

6、第二方面，本发明提供了一种上述制备方法制备得到的高熵max相材料，其名义分子式为(mo,cr,ti,mn)4alc3。

7、第三方面，本发明提供了上述高熵max相材料的应用，所述应用为将所述高熵max相材料作为吸波材料。

8、与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：

9、(1)本发明以元素单质粉体为原料，通过原料混合和两步煅烧，可以实现max相中m位金属元素的完全固溶，获得的高熵max相材料具有纯度高、粒径小、元素分布均匀的优点；

10、(2)本发明采用高温固相反应法，工艺简单，生产效率高，不仅解决了大批量生产的问题，而且能耗低，可重复性好，易于推广，而且原料来源广，因此具有良好的实际应用价值；

11、(3)本发明制备得到的高熵max相材料具有良好的吸波性能，可以作为吸波材料进行应用，具有良好的应用前景。

技术特征：

1.一种高熵max相材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，mo粉、cr粉、ti粉、mn粉的摩尔比为1:1:1:1。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第一次煅烧处理的温度为1400～1800℃；升温速率为3～10℃/min，保温时间为2～6h。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，第一次煅烧处理的温度为1500～1700℃。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第二次煅烧处理的温度为1200～1500℃，升温速率为3～10℃/min，保温时间为0.5～2h。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，第二次煅烧处理的温度为1300～1400℃。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第一次煅烧处理和第二次煅烧处理过程在真空条件下或惰性气体保护下进行；所述惰性气体为氩气。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第二次煅烧处理步骤后，还包括随炉冷却到室温的步骤，然后将第二次煅烧处理步骤后随炉冷却到室温步骤的产物进行简单研磨或球磨处理，即得高熵max相材料。

9.一种高熵max相材料，其特征在于，由权利要求1～8任一项所述的制备方法制备而得。

10.一种高熵max相材料的应用，其特征在于，所述应用为将权利要求9所述的高熵max相材料作为吸波材料。

技术总结本发明公开了一种高熵MAX相材料及其制备方法和应用，属于MAX相材料技术领域。本发明所述制备方法包括如下步骤：将Mo粉、Cr粉、Ti粉、Mn粉与碳粉混合，混匀后进行第一次煅烧处理，随炉冷却到室温，得到一次煅烧产物；将所述一次煅烧产物与铝粉混合，混匀后进行第二次煅烧处理，即得；其中，Mo粉、Cr粉、Ti粉、Mn粉、碳粉和铝粉的摩尔比为0.5～1.5:0.5～1.5:0.5～1.5:0.5～1.5:1.5～2:2.5～3；第二次煅烧处理的温度比第一次煅烧处理的温度低200～400℃。本发明通过原料混合和两步煅烧，可以实现MAX相中M位金属元素的完全固溶，获得的高熵MAX相材料具有纯度高、粒径小、元素分布均匀的优点，而且工艺简单，生产效率高。技术研发人员：毕见强,乔琳晶,杨瑶,车丞皎,王弘毅受保护的技术使用者：山东大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11