高熵陶瓷（HEC）作为一种新型材料，因其可调的组成和“鸡尾酒效应”而被广泛关注。高熵陶瓷具有优异的吸波性能，吸引了大量研究，然而其合成温度高和介电损耗机理不明确等问题仍然限制了其进一步应用。本研究采用低温单源前驱体法成功合成了(Hf0.25Zr0.25Ta0.25Nb0.25)C-SiC双相陶瓷粉末，并系统研究了其微观结构、介电性能以及微波吸收性能。研究表明，SiC相对高熵陶瓷的微波吸收性能具有调节作用，并详细分析了其吸波机理。此外，该单源前驱体法为大规模生产提供了一种可行、经济的途径，具有广泛的实际应用前景，可为电磁干扰屏蔽和隐身技术提供新型解决方案。
针对以上问题，轻质复合材料团队提出了通过单源前驱体法成功合成了(Hf0.25Zr0.25Ta0.25Nb0.25)C-SiC（HEC-SiC）双相陶瓷粉末，并通过调整甲基三甲氧基硅烷的用量控制SiC的含量。所得聚合物衍生的HEC-SiC复合材料呈现出独特的微观结构，SiC纳米粒子均匀分布于HEC基体中。研究表明，含有约21.21 wt.% SiC的HEC-SiC-2复合材料在12.39 GHz时，厚度为3.14 mm，达到了最低反射损失（RLmin）-54.28 dB的优异性能。优异的微波吸收性能归因于优化的阻抗匹配、HEC基体与纳米SiC之间的界面极化增强以及HEC内部缺陷引发的偶极极化效应。此研究为制备具有优异微波吸收性能的高熵陶瓷-SiC双相复合材料提供了新策略，具有广阔的电磁干扰屏蔽和隐身技术应用前景。
上述文章以“Design and fabrication of (Hf0.25Zr0.25Ta0.25Nb0.25)C–SiC ceramics with improved microwave absorbing properties via PDC route”题目发表在《Journal of Advanced Ceramics》上。该期刊为中科院一区，2024年影响因子为18.6，位列Web of Science核心合集中“材料科学，陶瓷”学科同类期刊第1名。23级硕士研究生王赛迪及杜斌副教授为共同一作，张涛教授及程亚娟讲师为共同通讯。研究受到国家自然科学基金、广东省自然科学基金及广州大学“2+5”科研平台的资助。
文章链接：Du B, Wang S, Guo L, et al. Design and fabrication of (Hf0.25Zr0.25Ta0.25Nb0.25)C–SiC ceramics with improved microwave absorbing properties via PDC route. Journal of Advanced Ceramics, 2024, https://doi.org/10.26599/JAC.2024.9220998
图 1 HEC-SiC微结构及电磁吸波性能
图 2 TEM、HRTEM、EDS组成图和SAED分析：TEM分析（a, f, k）；HRTEM 图像（b, c, g, h, l, m），插图展示了逆傅里叶变换后的图像； EDS 成分分析（d, i, n）SAED 图像（e, j, o）显示了对应样品的衍射斑点
图 3 HEC-SiC 陶瓷粉体的反射值 (a) 和 (b) HEC-SiC-1；(c) 和 (d) HEC-SiC-2；(e) 和 (f) HEC-SiC-3；(a)、(c) 和 (e)反射值在频率和厚度上的二维图；(b)、(d) 和 (f)反射值在频率和厚度上的三维图。
