镁基高熵氧化物的制备及光学性能研究

摘要

高熵陶瓷材料成分与结构的多样性使其在材料设计与性能优化方面极具潜力。本研究以Mg元素为基础，与4种过渡金属元素（Cu、Co、Zn、Ni）进行组合，采用水热-煅烧两步法制备了具有岩盐结构的氧化物(Mg_{1-4 x}Co_xNi_xZn_xCu_x) O，利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、差热分析/热重分析（DTA/TG）和紫外可见漫反射光谱（Uv-Vis DRS）等方法研究了反应时间、沉淀剂用量及金属元素配比对前驱体和最终氧化物样品结构及性能的影响。研究发现:当金属元素（Mg、Cu、Co、Zn、Ni）总摩尔数与沉淀剂（碳酸钠）的摩尔比为1∶1，水热反应时间为8 h，且金属元素采用等摩尔比配比时，可以制备出单一物相的镁基高熵碳酸盐前驱体(Mg_0.2Co_0.2Ni_0.2Zn_0.2Cu_0.2) CO₃;无论金属元素采用等摩尔比或非等摩尔比配比，前驱体在煅烧后均能形成单一物相的氧化物(Mg_{1-4 x}Co_xNi_xZn_xCu_x) O;金属元素配比影响氧化物晶体的生长习性，进而影响其光学性能。

关键词

高熵氧化物 / 高熵陶瓷 / 岩盐结构 / 两步法 / 光学性能