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Multiprincipal Element M2FeC (M = Ti,V,Nb,Ta,Zr) MAX Phases with Synergistic Effect of Dielectric and Magnetic Loss
Advanced Science ( IF 14.3 ) Pub Date : 2023-02-02 , DOI: 10.1002/advs.202206877
Lu Chen 1, 2, 3 , Youbing Li 1, 3 , Biao Zhao 4 , Shanshan Liu 5 , Huibin Zhang 4 , Ke Chen 1, 3 , Mian Li 1, 3 , Shiyu Du 1, 3 , Faxian Xiu 5 , Renchao Che 4 , Zhifang Chai 1, 3 , Qing Huang 1, 3
Advanced Science ( IF 14.3 ) Pub Date : 2023-02-02 , DOI: 10.1002/advs.202206877
Lu Chen 1, 2, 3 , Youbing Li 1, 3 , Biao Zhao 4 , Shanshan Liu 5 , Huibin Zhang 4 , Ke Chen 1, 3 , Mian Li 1, 3 , Shiyu Du 1, 3 , Faxian Xiu 5 , Renchao Che 4 , Zhifang Chai 1, 3 , Qing Huang 1, 3
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Electromagnetic (EM) wave pollution is harmful to human health and environment, thus it is absolutely important to develop new electromagnetic wave absorbing materials. MAX phases have been attracted more attention as a potential candidate for electromagnetic wave absorbing materials due to their high conductivity and nanolaminated structure. Herein, two new magnetic MAX phases with multiprincipal elements ((Ti1/3Nb1/3Ta1/3)2FeC and (Ti0.2V0.2Nb0.2Ta0.2Zr0.2)2FeC) in which Fe atoms replace Al atoms in the A sites are successfully synthesized by an isomorphous replacement reaction of multiprincipal (Ti1/3Nb1/3Ta1/3)2AlC and (Ti0.2V0.2Nb0.2Ta0.2Zr0.2)2AlC MAX phases with Lewis acid salt (FeCl2). (Ti1/3Nb1/3Ta1/3)2FeC and (Ti0.2V0.2Nb0.2Ta0.2Zr0.2)2FeC exhibit ferromagnetic behavior, and the Curie temperature (Tc) are 302 and 235 K, respectively. The dual electromagnetic absorption mechanisms that include dielectric and magnetic loss, which is realized in these multiprincipal MAX phases. The minimum reflection loss (RL) of (Ti1/3Nb1/3Ta1/3)2FeC is −44.4 dB at 6.56 GHz with 3 mm thickness, and the effective bandwidth is 2.48 GHz. Additionally, the electromagnetic wave absorption properties of the magnetic MAX phases indicate that magnetic loss also plays an important role besides dielectric loss. This work shows a promising composition-design strategy to develop MAX phases with good EM wave absorption performance via simultaneously regulating dielectric and magnetic loss together.
中文翻译：
多主元素 M2FeC (M = Ti,V,Nb,Ta,Zr) 具有介电损耗和磁损耗协同效应的 MAX 相
电磁（EM）波污染对人体健康和环境有害，因此开发新型电磁波吸收材料尤为重要。MAX相由于其高导电性和纳米层压结构而作为电磁波吸收材料的潜在候选材料而受到更多关注。在此，两个具有多主元素的新磁性 MAX 相 ((Ti 1/3 Nb 1/3 Ta 1/3 ) 2 FeC 和 (Ti 0.2 V 0.2 Nb 0.2 Ta 0.2 Zr 0.2 ) 2通过多主键(Ti 1/3 Nb 1/3 Ta 1/3 ) 2 AlC和(Ti 0.2 V 0.2 Nb 0.2 Ta 0.2 Zr )的同晶置换反应成功合成了Fe原子取代A位Al原子的FeC) 0.2 ) 2具有路易斯酸盐 (FeCl 2 ) 的 AlC MAX 相。(Ti 1/3 Nb 1/3 Ta 1/3 ) 2 FeC 和 (Ti 0.2 V 0.2 Nb 0.2 Ta 0.2 Zr 0.2 ) 2FeC表现出铁磁行为，居里温度 ( Tc ) 分别为 302 和 235 K。在这些多主 MAX 相中实现的双电磁吸收机制，包括介电损耗和磁损耗。(Ti 1/3 Nb 1/3 Ta 1/3 ) 2的最小反射损耗(RL)FeC 在 6.56 GHz 时为 −44.4 dB，厚度为 3 mm，有效带宽为 2.48 GHz。此外，磁性 MAX 相的电磁波吸收特性表明，除介电损耗外，磁损耗也起着重要作用。这项工作展示了一种有前途的成分设计策略，通过同时调节介电和磁损耗来开发具有良好 EM 波吸收性能的 MAX 相。
更新日期：2023-02-02
中文翻译：
多主元素 M2FeC (M = Ti,V,Nb,Ta,Zr) 具有介电损耗和磁损耗协同效应的 MAX 相
电磁（EM）波污染对人体健康和环境有害，因此开发新型电磁波吸收材料尤为重要。MAX相由于其高导电性和纳米层压结构而作为电磁波吸收材料的潜在候选材料而受到更多关注。在此，两个具有多主元素的新磁性 MAX 相 ((Ti 1/3 Nb 1/3 Ta 1/3 ) 2 FeC 和 (Ti 0.2 V 0.2 Nb 0.2 Ta 0.2 Zr 0.2 ) 2通过多主键(Ti 1/3 Nb 1/3 Ta 1/3 ) 2 AlC和(Ti 0.2 V 0.2 Nb 0.2 Ta 0.2 Zr )的同晶置换反应成功合成了Fe原子取代A位Al原子的FeC) 0.2 ) 2具有路易斯酸盐 (FeCl 2 ) 的 AlC MAX 相。(Ti 1/3 Nb 1/3 Ta 1/3 ) 2 FeC 和 (Ti 0.2 V 0.2 Nb 0.2 Ta 0.2 Zr 0.2 ) 2FeC表现出铁磁行为，居里温度 ( Tc ) 分别为 302 和 235 K。在这些多主 MAX 相中实现的双电磁吸收机制，包括介电损耗和磁损耗。(Ti 1/3 Nb 1/3 Ta 1/3 ) 2的最小反射损耗(RL)FeC 在 6.56 GHz 时为 −44.4 dB，厚度为 3 mm，有效带宽为 2.48 GHz。此外，磁性 MAX 相的电磁波吸收特性表明，除介电损耗外，磁损耗也起着重要作用。这项工作展示了一种有前途的成分设计策略，通过同时调节介电和磁损耗来开发具有良好 EM 波吸收性能的 MAX 相。
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