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    具備有序結構的電/磁協同損耗電磁波復合材料及制備方法技術
    
                            
    技術編號：43937751 閱讀：1 留言：0更新日期：2025-01-07 21:30
    
                        
    
                        
    
                            
                            本發明專利技術提供了一種具備有序結構的電/磁協同損耗電磁波復合材料及制備方法，屬于電磁功能材料技術領域。所述方法包括MXene納米片、MXene@Ni的DMSO分散液、PU?DMSO溶液、蜂窩型MXene@Ni四部分，采用HF刻蝕法將MAX相刻蝕得到MXene納米片，通過機械混合的方法制備MXene@Ni復合材料和PU?DMSO溶液，最后將蜂窩紙浸入MXene@Ni和PU?DMSO溶液的混合溶液中干燥制得蜂窩型MXene@Ni電磁波吸收復合材料。本發明專利技術通過機械混合、抽濾、浸泡、干燥等制備工藝，操作簡單且成本低廉，可實現低能耗大批量的實際生產制造中。所制備的蜂窩型MXene@Ni電磁波吸收復合材料具有結構有序性、電損耗磁損耗協同效應，使其具備對電磁波的高損耗、高吸收特性。
    
                            
                            
    


    
                            

                            
    【技術實現步驟摘要】
    
                                
    本專利技術屬于電磁功能材料，涉及電磁波吸收材料，具體涉及一種具備有序結構的電/磁協同損耗電磁波復合材料及制備方法。

    技術介紹
    1、當前，伴隨著無線通信、電子設備的迅猛發展，不可避免會產生大量電磁干擾、電磁污染，甚至會對人類身體的免疫、中樞神經系統產生潛在的威脅。且隨著反雷達隱身技術的不斷發展，作戰中各類軍事武器、軍事基地的生存能力大大降低，而吸波材料可以吸收、損耗電磁波并轉化為其他能量，有效降低軍事系統被雷達探測到的概率。因此，電磁波吸收材料的設計與應用成為了軍事領域的重要研究方向之一。
    2、mxene是一種新型二維過渡金屬碳化物，具有豐富的表面官能團、高本征電導率、可調諧的介電性能等許多優異的物理化學特性，在傳感、電磁吸收、超級電容器等領域具有很好的應用前景。但是由于mxene的低磁導率使得其阻抗與自由空間不匹配，導致其只具備單損耗機制，且mxene主要是反射而不是吸收、損耗電磁波，限制了其吸波性能和實際應用。為了改善mxene的吸波性能，近些年基于mxene復合材料的研究熱度越來越高。
    3、為了改善mxene單一電損耗所導致的低吸波性能，本專利技術采用一種有效的方法將磁性納米金屬材料ni添加到mxene中，再通過pu?dmso溶液作為膠粘劑將mxene@ni與蜂窩紙復合。磁性金屬的加入有助于提高復合材料的磁損耗性能，而蜂窩結構是一種三維多孔結構，電磁波能夠在眾多蜂窩孔洞中發生多次反射、損耗，因此可以構成一種具備有序結構的電/磁協同損耗電磁波復合材料。

    技術實現思路</p>
    1、本專利技術的目的在于提供了一種具備有序結構的電/磁協同損耗電磁波復合材料的制備方法，用以解決mxene二維過渡金屬材料單一損耗機制、高反射率導致的難以達到較高電磁波吸收率的問題。
    2、為實現上述目的，本專利技術提供了如下的技術方案：
    3、具備有序結構的電/磁協同損耗電磁波復合材料，包括mxene納米片、mxene的dmso分散液、pu?dmso溶液、蜂窩型mxene/ni/pu四部分，所述mxene納米片由max相經hf刻蝕后，由licl剝離得到，通過質量分數為1-x的mxene納米片和x的ni粉，與pu?dmso溶液混合并攪拌均勻，將蜂窩紙浸入該溶液中，干燥制得復合材料，其中，x＝0.1、0.2、0.3。
    4、作為優選，用hf刻蝕max相制備mxene時，添加濃度為36wt.％的濃鹽酸。
    5、作為優選，刻蝕max相時，所用試劑質量分數配比為max：hf：hcl：h2o＝1∶2∶12∶6。
    6、作為優選，制備mxene@ni的dmso分散液時，需用dmso將mxene@ni單層沉淀反復清洗至無水分。
    7、作為優選，磁性金屬材料ni是微米尺寸的三維材料，且ni含量是可控的。
    8、作為優選，蜂窩紙為nomex蜂窩結構。
    9、具備有序結構的電/磁協同損耗電磁波復合材料的制備方法，包括如下步驟：
    10、步驟一：按照配比，將hcl、hf和去離子水混合攪拌均勻，加入max相，在250rpm下35℃刻蝕24小時得到mxene；
    11、步驟二：將步驟一中得到的mxene用去離子水以3500rpm的轉速反復離心多次，每次離心時間5分鐘，直至上清液的ph值大于6，則可得到多層mxene；然后將獲得的多層mxene添加到氯化鋰插層液中，并在500rpm下攪拌4小時；最后，再將懸浮液在3500rpm離心30分鐘，得到的沉淀物用去離子水洗滌4次；
    12、步驟三：將步驟二中得到的沉淀物分散在去離子水中，混懸5min，在3500rmp下離心5min取上層墨綠色粘稠狀懸浮液，即為納米片均勻分布的單層mxene懸浮液，通過抽濾一定量溶液所得到的膜層干燥之后的質量，測定單層mxene懸浮液的濃度；
    13、步驟四：按照配比，取pu彈性體顆粒與dmso溶液混合在三口燒瓶中，用聚四氟乙烯攪拌棒在500rpm下攪拌6小時，制得pu?dmso的透明溶液；
    14、步驟五：按照配比，將單層mxene?dmso懸浮液溶解在pu?dmso溶液中，在400rpm下攪拌3h，緩慢加入ni粉，在400rpm下繼續攪拌3h形成均質溶液；
    15、步驟六：將蜂窩紙浸入步驟五所得的均質溶液靜置10分鐘，在35℃下干燥6小時，即形成了具備有序結構的電/磁協同損耗電磁波復合材料。
    16、與現有技術相比，本專利技術具有以下優點：
    17、1、本專利技術制備的蜂窩型mxene/ni/pu復合材料具有電損耗和磁損耗雙重損耗機制，對電磁波的損耗更加有效。
    18、2、本專利技術制備的蜂窩型mxene/ni/pu復合材料具備有序的蜂窩結構，能夠使電磁波更容易進入材料內部，進一步吸收、損耗電磁波。
    19、3、本專利技術通過機械混合、浸涂、干燥等制備工藝，操作簡單且成本低廉，可實現低能耗大批量的實際生產制造。
    本文檔來自技高網...
                            
    
                            
    【技術保護點】
    
                                
    1.一種具備有序結構的電/磁協同損耗電磁波復合材料，包括MXene納米片、MXene的DMSO分散液、PU?DMSO溶液、蜂窩型MXene/Ni/PU四部分，其特征在于：所述MXene納米片由MAX相經HF刻蝕后，由LiCl剝離得到，通過質量分數為1-x的MXene納米片和x的Ni粉與PUDMSO溶液混合得到MXene/Ni/PU混合溶液，其中，x＝0.1～0.5；將蜂窩紙浸入該溶液中，干燥固化制得蜂窩型MXene/Ni/PU復合材料。
    2.根據權利要求1所述的具備有序結構的電/磁協同損耗電磁波復合材料，其特征在于：用HF刻蝕MAX相制備MXene時，添加濃度為36％的濃鹽酸。
    3.根據權利要求1所述的具備有序結構的電/磁協同損耗電磁波復合材料，其特征在于：刻蝕MAX相時，所用試劑質量分數配比為MAX:HF:HCl:H2O＝1:2:12:6。
    4.根據權利要求1所述的具備有序結構的電/磁協同損耗電磁波復合材料，其特征在于：制備MXene的DMSO分散液時，需用DMSO將MXene單層沉淀反復清洗至無水分。
    5.根據權利要求1所述的具備有序結構的電/磁協同損耗電磁波復合材料，其特征在于：所述PU的DMSO透明溶液，濃度為200mg/ml。
    6.根據權利要求1所述的具備有序結構的電/磁協同損耗電磁波復合材料，其特征在于：單層MXene溶液的濃度為6mg/ml。
    7.根據權利要求1所述的具備有序結構的電/磁協同損耗電磁波復合材料，其特征在于：磁性金屬材料Ni是微米級顆粒材料，且Ni含量是受控的。
    8.根據權利要求1所述的具備有序結構的電/磁協同損耗電磁波復合材料，其特征在于：蜂窩紙為Nomex蜂窩結構，為有序的多孔框架。
    9.根據權利要求1至8任意一項所述的具備有序結構的電/磁協同損耗電磁波復合材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟：
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    【技術特征摘要】
    
                                
    1.一種具備有序結構的電/磁協同損耗電磁波復合材料，包括mxene納米片、mxene的dmso分散液、pu?dmso溶液、蜂窩型mxene/ni/pu四部分，其特征在于：所述mxene納米片由max相經hf刻蝕后，由licl剝離得到，通過質量分數為1-x的mxene納米片和x的ni粉與pudmso溶液混合得到mxene/ni/pu混合溶液，其中，x＝0.1～0.5；將蜂窩紙浸入該溶液中，干燥固化制得蜂窩型mxene/ni/pu復合材料。
    2.根據權利要求1所述的具備有序結構的電/磁協同損耗電磁波復合材料，其特征在于：用hf刻蝕max相制備mxene時，添加濃度為36％的濃鹽酸。
    3.根據權利要求1所述的具備有序結構的電/磁協同損耗電磁波復合材料，其特征在于：刻蝕max相時，所用試劑質量分數配比為max:hf:hcl:h2o＝1:2:12:6。
    4.根據權利要求1所述的具備有序結構...
                            
    
                            
    【專利技術屬性】
    
                                技術研發人員：翁小龍，劉睿，畢美，張麗，
    
        申請(專利權)人：電子科技大學，
    
        類型：發明
    
        國別省市：
    
                            
    
                            
                        
    
                    
    
                    
                    
                     
                
    
                
                
    
                    
    
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