本發明屬于電磁吸波材料，特別涉及一種層狀高熵mbene材料及制備方法和應用。
背景技術：
1、無線電磁波通信技術與電子設備的普及在顯著改善人類生活質量的同時，也不可避免地帶來了電磁輻射污染與電磁干擾等環境問題，這些現象不僅對人體健康產生潛在危害，還會威脅關鍵信息系統的安全運行。針對這一現狀，研發具備“薄、輕、寬、強”綜合性能指標的新型電磁波吸收材料被視為最具前景的解決方案。在吸波材料的設計過程中，多尺度結構調控發揮著關鍵作用，其設計維度涵蓋微米級的異質結構建、納米級的復相結構設計以及原子級的晶格缺陷調控。雖然當前在微納尺度結構設計方面已取得顯著進展，但對原子尺度缺陷工程這一創新領域的探索仍顯不足。值得注意的是，高熵陶瓷材料中特有的嚴重晶格畸變效應能夠誘導產生豐富多樣的原子尺度缺陷，這一特性為實現通過精確調控晶格畸變來開發高性能單相吸波材料開辟了新的研究路徑。
2、近年來，二維過渡金屬硼化物(mbene)是一類新型的二維材料，具有金屬導電性，優異的機械、光學和電子性質在光電子器件，催化和能源等領域獲得極大的關注。同時，由于mbene具有較高的復合介電常數，是一種具有良好的電存儲和耗散能力的介電材料，被認為是一種有前途的優秀電磁吸收材料。利用不同二維材料復合能夠提供大量有利于電磁波吸收的界面。高熵材料(hems)由于其不同的組成，以及意想不到的物理化學特性，具有很大的能量儲存和轉化潛力。然而，具有完全暴露活性位點的高熵原子層因為容易相分離而很難合成。鑒于此，本發明提出了一種新穎的高熵材料制備策略。
技術實現思路
1、針對上述現有技術的不足，本發明的目的是提供一種層狀高熵mbene材料及制備方法和應用，解決了制備具有完全暴露活性位點的高熵原子層因為容易相分離而很難合成的問題，本發明利用高溫焦耳加熱法一步制備層狀高熵mbene材料，該層狀高熵mbene材料表現出優異吸波性能，其最小反射損耗達-48.2db（2.50mm），有效吸收帶寬達4.8ghz，性能超越傳統max相及大多數商用材料。
2、為解決上述技術問題，本發明給出一種層狀高熵mbene材料的制備方法，包括如下步驟：
3、將過渡金屬氧化物與無定形b4c粉末進行混合得到混合物，將混合物于5mpa~20mpa的壓力下壓制成塊體，得到試樣；
4、于氬氣氣氛下將試樣在1500℃~2500℃下進行高溫焦耳熱加熱，加熱保持20s~40s后，自然冷卻至室溫后，取出得到mbene前驅體粉末；將mbene前驅體粉末經研磨和過篩，得到層狀高熵mbene材料，其中無定形b4c粉末的質量為過渡金屬氧化物總質量的1.1倍~1.5倍；所述過渡金屬氧化物為hfo2、ta2o5、nb2o5、zro2、tio2、v2o5、moo3、wo3、cr2o3、fe2o3或co2o3中的至少五種，且各種金屬氧化物按照金屬原子等摩爾比稱重。
5、優選地，所述無定形b4c粉末和過渡金屬氧化物的純度均為99.5%~99.9%，無定形b4c粉末粒徑為100目~200目，過渡金屬氧化物的粒度為200目~300目。
6、優選地，所述高溫焦耳熱加熱的加熱速率50k?s-1~100k?s-1。
7、優選地，所述高溫焦耳熱加熱的加熱速率為50k?s-1~80k?s-1。
8、優選地，mbene前驅體粉末的研磨時長為30min~60min，過篩的目數為200目~300目。
9、本發明給出的層狀高熵mbene材料的制備方法制備得到的層狀高熵mbene材料。
10、本發明給出的層狀高熵mbene材料在5g/6g基站、電子設備emc防護、高端交通裝備、飛行器隱身與熱防護一體化中的應用。
11、優選地，所述層狀高熵mbene材料與石蠟按照重量比1~8：2~9稱重后，在70℃下均勻混合30min，自然冷卻后，將樣品加工成內徑為3.04mm、外徑為7.00mm、厚度為3mm的圓心環。
12、與現有技術相比，本發明的有益效果：
13、本發明給出的層狀高熵mbene材料的制備方法中采用過渡金屬氧化物與無定形b4c粉末作為原料，于氬氣氣氛下進行焦耳熱加熱法一步制備層狀高熵mbene材料，其中在1500℃~2500℃的焦耳熱溫度下，無定形b4c粉末，不僅是硼源，更是一個強還原劑，無定形b4c中的碳和硼與過渡金屬氧化物中的氧反應，生成金屬硼化物與co氣體或金屬硼化物與co2氣體，該焦耳熱加熱法一步法將過渡金屬氧化物中的金屬從高價氧化物態直接還原并碳化/硼化為目標硼化物相，跳過了先合成金屬單質或中間合金的步驟，縮減了反應步驟。另外由于本方法為焦耳熱加熱法，具有極高的加熱速率，能迅速將反應體系提升至反應溫度，抑制了反應過程中低溫和中溫區間可能發生的副反應或相分離，迫使反應在熱力學最有利的高溫區快速進行，有利于形成亞穩態或高熵相；同時焦耳熱加熱法的短反應時長也限制了晶粒的過度生長。在原子充分擴散混合形成高熵相后，迅速冷卻可以凍結住這種高熵態和層狀形貌，防止長時間高溫下發生元素偏聚、相分解或晶粒粗化，從而有利于獲得納米/亞微米尺度的層狀結構。同時本制備方法也為高熵合金的形成提供了必要的熱力學條件。高溫下原子擴散速率極快，使得五種或更多種不同的過渡金屬氧化物的金屬原子能夠克服擴散能壘，在硼化物晶格中實現均勻混合，從而形成單相固溶體，即生成高熵硼化物。該層狀高熵mbene材料表現出優異吸波性能，其最小反射損耗達-48.2db（2.50mm），有效吸收帶寬達4.8ghz，性能超越傳統max相及大多數商用材料。
14、本發明制備的層狀高熵mbene材料具有許多顯著優勢，如豐富的缺陷密度，良好的導電損耗，高的比表面積，大量的表面裸露原子，優異的機械和電子性質，可有效調控電磁參數并獲得優異的電磁吸收性能。同時該層狀高熵mbene材料具有納米尺寸效應，可同時引發晶格畸變、缺陷和微應變，顯著優化阻抗匹配并增強偶極極化及電導損耗，使其表現出卓越的吸波性能；另外得益于層狀高熵mbene材料的高熵結構效應，獲得了優異的電磁性能，使得層狀高熵mbene材料在電磁保護領域具有潛在的應用前景，并拓展了其在電磁防護領域的應用邊界，可廣泛應用于5g/6g基站、電子設備emc防護、高端交通裝備、飛行器隱身與熱防護一體化等領域。
1.一種層狀高熵mbene材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的層狀高熵mbene材料的制備方法，其特征在于，所述無定形b4c粉末和過渡金屬氧化物的純度均為99.5%~99.9%，無定形b4c粉末粒徑為100目~200目，過渡金屬氧化物的粒度為200目~300目。
3.根據權利要求1所述的層狀高熵mbene材料的制備方法，其特征在于，所述高溫焦耳熱加熱的加熱速率50k?s-1~100k?s-1。
4.根據權利要求3所述的層狀高熵mbene材料的制備方法，其特征在于，所述高溫焦耳熱加熱的加熱速率為50k?s-1~80k?s-1。
5.根據權利要求1所述的層狀高熵mbene材料的制備方法，其特征在于，mbene前驅體粉末的研磨時長為30min~60min，過篩的目數為200目~300目。
6.根據權利要求1~5任意一項所述的層狀高熵mbene材料的制備方法制備得到的層狀高熵mbene材料。
7.根據權利要求6所述的層狀高熵mbene材料在5g/6g基站、電子設備emc防護、高端交通裝備、飛行器隱身與熱防護一體化中的應用。
8.根據權利要求8所述的應用，其特征在于，所述層狀高熵mbene材料與石蠟按照重量比1~8：2~9稱重后，在70℃下均勻混合30min，自然冷卻后，將樣品加工成內徑為3.04mm、外徑為7.00mm、厚度為3mm的圓心環。