[发明专利]树脂、铁氧体与MXenes的复合块体材料、其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种树脂、铁氧体与MXenes的复合块体材料，其中铁氧体分子分散在MXenes的片层结构中形成粉体颗粒，粉体颗粒均匀分散在树脂中形成块体材料。该复合块体材料一方面兼具铁氧体材料与MXenes的优点，具有良好的电导性能，当温度低于260K时依然能保持一定的电导率，同时具有良好的阻抗匹配性能，因此能够作为吸波材料而应用，尤其适用于在低温条件下应用；另一方面，该复合块体材料中引入树脂，将粉体颗粒均匀分散在树脂中而形成，具有易于成型加工的特点，同时由于树脂的固化温度较粉体颗粒的烧结温度低，因此有效解决了粉体颗粒在高温下易氧化等问题。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，特别涉及一种树脂、铁氧体与MXenes的复合块体材料、其制备方法与应用。

背景技术

随着电子信息产业的飞速发展，笔记本电脑、手机、平板电脑等移动通讯设备大量普及，已几乎覆盖至每一个家庭，并成为日常生活中不可或缺的一部分。但随着这些无线通信设备和高频电子器件用量的急剧增加，电磁干扰(Electromagnetic interference)现象与电磁污染问题也愈演愈烈。

铁氧体材料是双复介质，不但具有一般介质材料的欧姆损耗、极化损耗、离子和电子共振损耗，还具有铁氧体特有的畴壁共振损耗、磁矩自然共振损耗和粒子共振损耗，因此，铁氧体作为一种吸波材料，已经在抗电磁干扰天线、滤波器、电感元件等各类电子元器件中得到广泛的应用。但是，铁氧体材料的密度比较高，低温下将转变为绝缘体，并且存在陶瓷材料的脆性问题，这些因素限制了其在高阶模吸收器(加速器)及空间武器装备等特殊领域(航空航天)的应用。

二维过渡金属碳化物或碳氮化物，即MXenes，是由Gogotsi和Barsoum等人在2011年合作发现的具有二维片层结构的新型材料，一般可用M_n+1X_nT_z表示，其中M指过渡族金属(如Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Sc等)，X指C或/和N，n一般为1-3，T_z指表面基团(如O^2-、OH^-、F^-、NH₃、NH₄⁺等)。目前，MXenes一般来源于三元层状金属陶瓷M_n+1AX_n相(M为过渡金属元素，A为主族元素，X为C和/或N，n一般为1～3，简称MAX相)，通过将MAX相中结合较弱的A位元素(如Al、Si等原子)抽出而得到。同石墨烯类似，MXenes具有优良的导电导热性，较高的比表面积。而且，MXenes天然具有多层“类手风琴”结构，不易团聚；同时，其表面带有的丰富基团能够作为铁/镍/钴等离子的合适配体。