【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于高熵陶瓷材料，具體公開了一種兼具吸波和隔熱性能的高熵氧化物陶瓷及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、隨著航空航天領(lǐng)域的快速發(fā)展，吸波材料在航空航天、巡航導(dǎo)彈和高超音速飛行器等裝備上應(yīng)用環(huán)境要求越來越苛刻，因此兼具吸波和高溫隔熱雙重功能的新型吸波材料便應(yīng)運(yùn)而生，目前少有吸波隔熱一體化的新型材料被報(bào)道，且如何通過簡單高效的方法將這些功能進(jìn)行有效整合仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。開發(fā)兼具出色高溫隔熱性能和吸波性能的材料變得至關(guān)重要。
2、c/sic納米纖維兼具良好的吸波和隔熱的性能，但在x波段卻不具備優(yōu)異的吸波性能，高溫1200℃易被氧化從而影響其穩(wěn)定性。通過冷凍干燥得到的碳/sio2@cnts復(fù)合氣凝膠具備優(yōu)異的吸波隔熱性能，但其成本需要非常大，不適用于高溫極端的條件下。
3、高熵氧化物陶瓷具備著組分調(diào)節(jié)空間巨大、抗氧化性以及高溫穩(wěn)定性等優(yōu)異的性能。高熵鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的氧化物往往具備著極低的熱導(dǎo)率和優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性，有望用作高溫極端環(huán)境下的吸波材料。目前已有部分技術(shù)可實(shí)現(xiàn)兼具吸波及隔熱性能的高熵氧化物陶瓷的制備。例如，專利cn114853458a公開了一種高熵陶瓷及其制備方法和作為電磁波吸收材料的應(yīng)用，分子式為(fe0.2co0.2ni0.2cu0.2zn0.2)cr2o4的尖晶石和鈣鈦礦型高熵陶瓷；專利cn115504778a公開了一種鈷基高熵陶瓷及其制備方法與應(yīng)用，化學(xué)式為(fe0.2co0.2ni0.2cu0.2zn0.2)o/co2o4的尖晶石型和巖鹽型晶體結(jié)構(gòu)高熵陶瓷。然而，這些方法制備的高熵氧化物陶瓷材
4、因此，如何制備高吸波及隔熱性能的高熵氧化物陶瓷，并降低制備成本，是目前行業(yè)中亟待解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)提供一種兼具吸波及隔熱性能的高熵氧化物陶瓷及制備方法，該方法能夠獲得具有高吸波及隔熱性能的高熵氧化物陶瓷，并且制備成本低。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：
3、一種兼具吸波及隔熱性能的高熵氧化物陶瓷，化學(xué)式為abo3，晶體結(jié)構(gòu)為鈣鈦礦型；化學(xué)式中a位包含bi、na兩種元素，同時(shí)包含ca、sr、ba中任意兩種；化學(xué)式中b位包含sn、ti、zr、ce中任意兩種；化學(xué)式中a位各元素等摩爾比。
4、進(jìn)一步地，高熵氧化物陶瓷的化學(xué)式中b位各元素等摩爾比。
5、一種兼具吸波及隔熱性能的高熵氧化物陶瓷的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
6、s1.稱取bi2o3、na2o3粉末，稱取caco3、srco3、baco3粉末中任意兩種，并稱取sno2、tio2、zro2、ceo2粉末中任意兩種獲得粉末原料；
7、s2.向步驟s1所述粉末原料中加入無水乙醇和球磨珠，經(jīng)球磨、干燥、過篩后獲得混合粉末；
8、s3.將步驟s2所述混合粉末進(jìn)行煅燒、壓片，得到冷壓胚料；
9、s4.將步驟s3所述冷壓胚料進(jìn)行微波燒結(jié)得到高熵氧化物陶瓷。
10、進(jìn)一步地，所述步驟s2中粉末原料、無水乙醇與球磨珠的質(zhì)量比為1:(0.5-1.5):(1-2)，球磨珠為氧化鋯，球磨轉(zhuǎn)速為200-300r/min，球磨時(shí)間為6-12h。
11、進(jìn)一步地，所述步驟s3中煅燒溫度為600-800℃，煅燒時(shí)間為2-6h。
12、進(jìn)一步地，所述步驟s3中壓片壓力為10-20mpa，壓片持續(xù)時(shí)間為60-300s。
13、進(jìn)一步地，所述步驟s4中微波頻率為2.45ghz，以空氣為燒結(jié)氣氛，燒結(jié)腔內(nèi)氣壓為0.1-0.3mpa。
14、進(jìn)一步地，所述步驟s4中微波燒結(jié)過程為，將微波燒結(jié)爐先以10℃/min的速率升溫至900℃，再以5℃/min的速率升溫至1500-1600℃，保溫結(jié)束后隨爐冷至室溫。
15、本專利技術(shù)的有益效果：本專利技術(shù)提出了一種兼具吸波及隔熱性能的高熵氧化物陶瓷及制備方法，利用微波燒結(jié)，得到具有高吸波和隔熱性能的高熵氧化物陶瓷。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)通過在鈣鈦礦結(jié)構(gòu)a、b位的同時(shí)摻雜及b位采用等摩爾摻雜的方式，極大增加了晶體的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，阻礙了聲子在其中的散射，提高高溫下的隔熱性能。其次，本專利技術(shù)在鈣鈦礦結(jié)構(gòu)a位僅摻雜4位金屬氧化物，顯著的提高了熔點(diǎn)，并強(qiáng)化了吸波性能。此外，傳統(tǒng)燒結(jié)方法存在受熱不均的問題，本專利技術(shù)采用微波進(jìn)行內(nèi)部加熱，通過控制升溫速率，使陶瓷整體可以均勻加熱，使其達(dá)到得到更好性能的高熵陶瓷，同時(shí)使燒結(jié)成本大幅降低。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種兼具吸波及隔熱性能的高熵氧化物陶瓷，其特征在于，所述高熵氧化物陶瓷的化學(xué)式為ABO3，晶體結(jié)構(gòu)為鈣鈦礦型；所述高熵氧化物陶瓷的化學(xué)式中A位包含Bi、Na兩種元素，同時(shí)包含Ca、Sr、Ba中任意兩種；所述高熵氧化物陶瓷的化學(xué)式中B位包含Sn、Ti、Zr、Ce中任意兩種；所述高熵氧化物陶瓷的化學(xué)式中A位各元素等摩爾比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兼具吸波及隔熱性能的高熵氧化物陶瓷，其特征在于，所述高熵氧化物陶瓷的化學(xué)式中B位各元素等摩爾比。
3.一種如權(quán)利要求1或2所述的兼具吸波及隔熱性能的高熵氧化物陶瓷的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種兼具吸波及隔熱性能的高熵氧化物陶瓷的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中粉末原料、無水乙醇與球磨珠的質(zhì)量比為1:(0.25-1):(1-2)，球磨珠為氧化鋯，球磨轉(zhuǎn)速為200-300r/min，球磨時(shí)間為6-12h。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種兼具吸波及隔熱性能的高熵氧化物陶瓷的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中煅燒溫度為600-800℃，煅燒時(shí)間為2-6
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種兼具吸波及隔熱性能的高熵氧化物陶瓷的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中壓片壓力為10-20MPa，壓片持續(xù)時(shí)間為60-300s。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種兼具吸波及隔熱性能的高熵氧化物陶瓷的制備方法，其特征在于，所述步驟S4中微波頻率為2.45GHz，以空氣為燒結(jié)氣氛，燒結(jié)腔內(nèi)氣壓為0.1-0.3MPa。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種兼具吸波及隔熱性能的高熵氧化物陶瓷的制備方法，其特征在于，所述步驟S4中微波燒結(jié)過程為，將微波燒結(jié)爐先以10℃/min的速率升溫至900℃，再以5℃/min的速率升溫至1500-1600℃，隨后保溫3-6h，保溫結(jié)束后隨爐冷至室溫。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種兼具吸波及隔熱性能的高熵氧化物陶瓷，其特征在于，所述高熵氧化物陶瓷的化學(xué)式為abo3，晶體結(jié)構(gòu)為鈣鈦礦型；所述高熵氧化物陶瓷的化學(xué)式中a位包含bi、na兩種元素，同時(shí)包含ca、sr、ba中任意兩種；所述高熵氧化物陶瓷的化學(xué)式中b位包含sn、ti、zr、ce中任意兩種；所述高熵氧化物陶瓷的化學(xué)式中a位各元素等摩爾比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兼具吸波及隔熱性能的高熵氧化物陶瓷，其特征在于，所述高熵氧化物陶瓷的化學(xué)式中b位各元素等摩爾比。
3.一種如權(quán)利要求1或2所述的兼具吸波及隔熱性能的高熵氧化物陶瓷的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種兼具吸波及隔熱性能的高熵氧化物陶瓷的制備方法，其特征在于，所述步驟s2中粉末原料、無水乙醇與球磨珠的質(zhì)量比為1:(0.25-1):(1-2)，球磨珠為氧化鋯，球磨轉(zhuǎn)速為200-300r/min，球磨時(shí)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：韓道洋，韓權(quán)，邵剛，馬超，王海龍，
申請(專利權(quán))人：鄭州大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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