高相含量细粒度聚碳硅烷衍生Ti3SiC2的合成及其微波吸收性能研究

研究人员通过聚合物衍生陶瓷（PDC）技术，成功合成平均晶粒尺寸≈473 nm、纯度达83.4 wt.%的Ti3SiC2（钛硅碳化物）。该研究创新性采用纳米Al/Si协同调控策略，显著提升MAX相纯度（从27.7 wt.%至83.4 wt.%），并证实其卓越的电磁波吸收性能（最小反射损耗-40.21 dB@17.20GHz），为新型微波吸收材料开发提供重要参考。

　　

这项突破性研究揭示了聚碳硅烷（Polycarbosilane, PCS）衍生技术制备高纯度钛硅碳化物（Ti₃SiC₂）的奥秘。作为兼具金属和陶瓷特性的MAX相材料，Ti₃SiC₂的合成通常面临晶粒粗化和相纯度低的难题。研究团队巧妙运用纳米铝（15 wt.% Al）作为"扩散加速剂"，使Ti₃SiC₂含量飙升至73.5 wt.%，较单一钛粉体系提升2.6倍。更令人振奋的是，额外添加15 wt.%硅（Si）后，材料完成华丽蜕变——残余碳化钛（TiC）几乎完全转化为Ti₃SiC₂，纯度达到惊人的83.4 wt.%，同时晶粒尺寸精细控制在亚微米级（≈473 nm）。

这种"纳米合金配方"的魔力不止于此。当电磁波（EMW）遭遇这些精心设计的Ti₃SiC₂晶体时，在17.20 GHz频率下产生-40.21 dB的"黑洞级"吸收效果，相当于99.99%的电磁波能量被吞噬。其秘密在于材料内部丰富的异质界面引发的极化损耗，以及精准调控的阻抗匹配特性。该材料在1600°C高温下仍保持稳定，为新一代耐高温微波隐身涂层和电子对抗材料开辟了道路。