【摘 要】
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为了消除高频信息化带来的电磁波干扰以及更好的服务于军事隐身,研究GHz频段的吸波材料至关重要。磁性合金吸波材料由于兼具介电损耗和磁损耗是吸波领域目前研究的重点。然而,目前传统的磁性吸波材料,软磁性能不足和低的电阻率,使得阻抗匹配和有效吸收带宽较差。近年来,Al-TM基高熵合金（High entropy alloys,HEAs）以其优异的力学性能和软磁性能在结构和功能材料领域具有巨大潜力。其中通过调
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为了消除高频信息化带来的电磁波干扰以及更好的服务于军事隐身,研究GHz频段的吸波材料至关重要。磁性合金吸波材料由于兼具介电损耗和磁损耗是吸波领域目前研究的重点。然而,目前传统的磁性吸波材料,软磁性能不足和低的电阻率,使得阻抗匹配和有效吸收带宽较差。近年来,Al-TM基高熵合金（High entropy alloys,HEAs）以其优异的力学性能和软磁性能在结构和功能材料领域具有巨大潜力。其中通过调控第二相粒子的大小和形貌对性能起到了至关重要的作用,特别在软磁性能方面,类似于非晶纳米晶,细小球形磁性纳米粒子的析出对降低矫顽力起到了关键作用。研究表明,析出相粒子的大小和形貌主要受到析出相和基体之间的错配度的影响。因此,本文基于Al-Co-Fe-Cr体系,通过团簇成分式设计方法通过成分的调整改变两相的点阵错配进而获得理想的球形细小的BCC磁性纳米粒子在B2或L21基体上共格析出,设计制备了Al1.5Co3.5Fe3.5和Al1.5Co3Fe3Cr高熵合金,并对不同热处理状态下合金的微观组织结构、软磁性能进行了表征和测试,同时通过短时间机械球磨法制备了高熵合金粉体,并对粉末的微观组织结构、软磁和电磁以及电磁波吸收性能进行了表征和测试。主要结论如下:（1）Al1.5Co3.5Fe3.5和Al1.5Co3Fe3Cr高熵合金在进行适当温度热处理下均获得了共格的3～8 nm BCC磁性纳米粒子在B2/L21基体中均匀分布的微观组织形貌,两种合金具有优异的软磁性能,高的饱和磁化强度(Al1.5Co3.5Fe3.5的MS=160～165 emu/g,Al1.5Co3Fe3Cr的MS=127～130 emu/g)和低的矫顽力（＜200 A/m）。此外两种合金还具有优异的高温组织稳定性,Al1.5Co3.5Fe3.5和Al1.5Co3Fe3Cr分别在873K和973K下长期时效480h,仍然保持均匀细小的共格BCC纳米粒子在B2基体上析出,软磁性能稳定。（2）通过短时间的机械球磨法（2～20h）制备的Al1.5Co3.5Fe3.5和Al1.5Co3Fe3Cr片状高熵合金粉末,短时间（＜20h）的球磨并没有改变合金粉末的晶体结构,仍然表现出BCC/（L21 or B2）共格的微观组织结构。两种合金粉末仍然保持着优异的软磁性能和高的电阻率,使得其具有良好的阻抗匹配和衰减能力,电磁波吸收性能优异。特别是对于5h球磨的Al1.5Co3.5Fe3.5合金粉末与石蜡混合的复合材料,样品厚度为1.7 mm时,最小的反射损耗和有效吸收带宽为RLmin=-42.2 dB,Δf RL＜-10dB=7.01 GHz（10.99～18 GHz）,完全覆盖Ku波段（12～18 GHz）。（3）良好的软磁性能和高温组织稳定性主要得益于细小BCC磁性纳米粒子在B2/L21基体中均匀分布的共格微观组织形貌,细小的BCC纳米粒子可以有效的降低矫顽力,而BCC/B2（L21）的共格组织则会增强合金的高温组织稳定性。
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