在復雜的應用環境中實現優異的電磁波吸收（EMA）性能和出色的多功能物理化學特性，是高熵合金（HEAs）吸收劑面臨的巨大挑戰。為了實現這一目標，作者設計了一種新型的機械化學碳氮化技術。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。通過對樣品的相結構、磁性能、耐腐蝕性、抗氧化性和 EMA 性能的研究發現，碳氮共滲工藝優化了 HEAs 的高頻電磁匹配，實現了優異的 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）樣品則實現了-61.8 dB的強吸收。此外，碳氮化鐵鈷鎳銅 HEA 還具有優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 應用中的潛力，還為優化 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? 的放大區域，(d) 所有樣品（S000、S003、S006、S008 和 S010）的結晶度、晶粒尺寸和應變圖。
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計結果；(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) 復介電常數的實部、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) 復磁導率的實部、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 (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關系。
Fig 10. 基于碳氮化鐵鈷鎳銅氫氧化鉀的 EMA 機制示意圖。
相關研究工作由寧波大學Linwen Jiang和廣東省科學院新材料研究所Xiaofeng Zhang課題組于2024年共同發表在《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
轉自《石墨烯研究》公眾號
