近日，材料科学与工程学院2023级博士研究生马丹丹，以第一作者在材料科学领域期刊《Nano Research》（中科院一区Top，影响因子9.0）上发表研究型论文“Low-temperature synthesis of medium-entropy spinel oxide powders with electromagnetic wave-absorbing and anti-corrosion properties”。该论文系统地阐述了一种低温合成具有电磁波吸收和防腐性能的中熵尖晶石氧化物。材料科学与工程学院汪永清教授和钱俊杰老师为共同通讯作者。

雷达探测技术的迅速发展引发了人们对电磁波（EMW）吸收材料的兴趣，这些材料在信息安全和军事武器的生存能力方面具有重要意义。迄今为止，已经开发出了多种电磁波吸收材料，包括导电聚合物、介电损耗材料和磁损耗材料等。然而，由于海洋环境中的高湿度和盐雾条件，用于设备上的电磁波吸收涂层还必须具备抗腐蚀性能。因此，具有优异抗腐蚀性能和电磁波吸收性能的多功能材料是必不可少的。

为了满足海洋等腐蚀性环境中对电磁波吸收材料的要求，具有防腐性能的(NiZnCuMn)Co₂O₄ 中熵氧化物(MEOs)已被开发为新型的电磁波吸收材料。通过水热反应并随后进行煅烧合成的MEOs表现出出色的电磁波吸收性能，其最小反射损耗为 -64.05 dB，通过调整水热反应时间，其有效吸收频带可达到 7.35 GHz。这种高性能归因于介电损耗、磁损耗以及 MEOs 的独特结构的协同作用。(NiZnCuMn）Co₂O₄ 掺入环氧树脂中后，涂层展示出优异的防腐性能。在 3.5wt%的NaCl溶液中浸泡 14 天后，制备的水热反应时间为 12 h的(NiZnCuMn)Co₂O₄掺杂环氧树脂涂层样品的最小腐蚀电流为 6.61×10⁻⁶ A/cm²。当水热反应时间为 18 h时，腐蚀电流为 6.66×10⁻⁶ A/cm²，腐蚀电位达到 -0.712 V。本研究为吸波防腐材料的设计提供了新的见解。

图1(NiZnCuMn)Co₂O₄的扫描电子显微镜图像，分别为：a）(NiZnCuMn)Co₂O₄–6h，b）(NiZnCuMn)Co₂O₄–12h，c）(NiZnCuMn)Co₂O₄–18h，d）(NiZnCuMn)Co₂O₄–24h，e）(NiZnCuMn)Co₂O₄–30h；f）(NiZnCuMn)Co₂O₄–18h的能谱分布图；g）-h）透射电子显微镜图像，i）高分辨率透射电子显微镜图像，j）扫描电子衍射图，k）(NiZnCuMn)Co₂O₄–18h的能谱分布图。

图2 二维RL值及对应厚度图示：a)-b)(NiZnCuMn)Co₂O₄ – 6h，d)-e) (NiZnCuMn)Co₂O₄–12h，g)-h) (NiZnCuMn)Co₂O₄–18h，j)-k) (NiZnCuMn)Co₂O₄ – 24h，m)-n) (NiZnCuMn)Co₂O₄ – 30h；c) 所有样品的性能对比；三维RCS模拟图：f) PEC，i) (NiZnCuMn)Co₂O₄ – 18h；l) (NiZnCuMn)Co₂O₄–18h在不同扫描角度下的雷达散射截面值；o) (NiZnCuMn)Co₂O₄ – 6h +(NiZnCuMn)Co₂O₄–18h + (NiZnCuMn)Co₂O₄–24h（三层模拟结构）的二维RL等值线图。

图3 (NiZnCuMn)Co₂O₄的 EMW 吸收机制图，包括(NiZnCuMn)Co₂O₄–6h、(NiZnCuMn)Co₂O₄–12h、(NiZnCuMn)Co₂O₄–18h、(NiZnCuMn)Co₂O₄–24h和(NiZnCuMn)Co₂O₄–30h的图谱。

图4 不同浸泡时间的塔菲尔极化曲线：a) (NiZnCuMn)Co₂O₄–6h，b) (NiZnCuMn)Co₂O₄–12h，c) (NiZnCuMn)Co₂O₄–18h，d) (NiZnCuMn)Co₂O₄–24h，e) (NiZnCuMn)Co₂O₄–30h；(NiZnCuMn)Co₂O₄在不同水热时间下的塔菲尔极化曲线，分别对应于在 3.5wt%NaCl溶液中：f) 0 天，g) 14 天的腐蚀情况；样品的防腐保护机制：h) 纯EP，i) (NiZnCuMn)Co₂O₄ /EP。