在复杂的应用环境中实现优异的电磁波吸收（EMA）性能和出色的多功能物理化学特性，是高熵合金（HEAs）吸收剂面临的巨大挑战。为了实现这一目标，作者设计了一种新型的机械化学碳氮化技术。以氰基化合物（三聚氰胺，C3H6N6）和金属粉末为原料，采用机械化学方法成功制备了具有片状形貌的碳氮共渗铁镍铜氢氧化物。通过对样品的相结构、磁性能、耐腐蚀性、抗氧化性和 EMA 性能的研究发现，碳氮共渗工艺优化了 HEAs 的高频电磁匹配，实现了优异的 EMA 性能。在引入三聚氰胺后，S003（FeCoNiCuM0.03）样品的反射损耗为-55.8 dB，有效吸收带宽（EAB）为 3.82 GHz，而 S006（FeCoNiCuM0.06）样品则实现了-61.8 dB的强吸收。此外，碳氮化铁钴镍铜 HEA 还具有优异的耐腐蚀性和机械硬度。这项工作不仅证明了碳氮共渗 HEA 在 EMA 应用中的潜力，还为优化 HEA 的电磁阻抗匹配提供了一个新概念。
 

Fig 1. 碳氮共渗 FeCoNiCu HEAs 的制备示意图。
 

Fig 2. 各样品中 (a) C 和 (b) N 含量的理论值和实际值。(c) XRD 图谱和 41◦-47◦ 的放大区域，(d) 所有样品（S000、S003、S006、S008 和 S010）的结晶度、晶粒尺寸和应变图。
 

Fig 3. (a)S000、(b)S003、(c)S006、(d)S008 和 (e) S010 的扫描电子显微镜、粒度分布和元素分布图。
 

Fig 4. (a) 磁滞回线和磁滞回线放大区域，(b) 所有样品的 Ms 和 Hc。(c) 纳米压痕载荷与纳米压痕深度之间的实验关系，(d) 所有样品（S000、S003、S006、S008 和 S010）的纳米压痕硬度和杨氏模量。
 

Fig 5. (a) 电位极化曲线；(b) 塔菲尔外推法得出的统计结果；(c) 奈奎斯特图（插图为等效电路）；(d) S000、S003、S006、S008 和 S010 的 TG 曲线。
 

Fig 6. (a) 复介电常数的实部、虚部和 (c) 介电损耗正切（tanδε = εʺ/εʹ）。(d) S000、S003、S006、S008 和 S010 的 εʺ-f - 1 图。
 

Fig 7. (a) 复磁导率的实部、虚部和 (c) 磁损耗正切（tanδμ = μʺ/μʹ）。(d) S000、S003、S006、S008 和 S010 的 C0 和 (e) 衰减常数 (α)曲线。
 

Fig 8. (a) S000、(b) S003、(c) S006、(d) S008 和 (e) S010 的阻抗匹配图。
 

Fig 9. (a-e) 不同厚度的碳氮化铁镍铜 HEA 的三维 RL 图和二维有效吸收范围与频率的函数关系。
 

Fig 10. 基于碳氮化铁钴镍铜氢氧化钾的 EMA 机制示意图。
 
        相关研究工作由宁波大学Linwen Jiang和广东省科学院新材料研究所Xiaofeng Zhang课题组于2024年共同发表在《Carbon》期刊上，Novel carbonitriding process of high-entropy alloys using mechanochemical process for obtaining excellent high-frequency electromagnetic properties，原文链接：https://doi.org/10.1016/j.carbon.2024.119406

转自《石墨烯研究》公众号