[发明专利]一种MXene增强铜基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种MXene增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤

制备MXene胶体溶液

1）将M、Al、C粉末烧结形成陶瓷块体材料，将制备陶瓷块体材料进行研磨处理，得到陶瓷粉体，其中M为过渡金属；所述M为Ti、Nb、V、Cr或Ta；所述陶瓷粉体为M_n+1AlC_n（n=1,2,3），所述M_n+1AlC_n的制备方法为：将M、Al、C粉末按照摩尔比（n+1）:1.2:n（n=1,2,3）混匀后，在1000～1800℃通过无压烧结工艺制备高纯三元层状M_n+1AlC_n（n=1,2,3）陶瓷块体材料，将制备的M_n+1AlC_n陶瓷材料进行研磨处理，得到M_n+1AlC_n陶瓷粉体；

2）将陶瓷粉体材料置于盐酸与氟化锂混合液或氢氟酸腐蚀，清水洗涤腐蚀产物，使用去离子水配悬浊液并超声波分层、离心后制得MXene胶体溶液；

制备MXene/铜复合材料

1）配制铜盐、碱、葡萄糖的水溶液；

2）取MXene胶体溶液与葡萄糖溶液混合得到混合液；

3）将混合液和碱液倒入铜盐溶液中并进行乳化；

4）乳化后的沉淀物用去离子水冲洗，使用无水乙醇冲洗脱水后真空干燥处理；

5）干燥处理后的沉淀物粉在氢气中还原，还原后的粉体使用放电等离子烧结即得。

2.根据权利要求1所述的MXene增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于：所述陶瓷粉体细度为100目～1200目。

3.根据权利要求1所述的MXene增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于：

（1）将1g的陶瓷粉体加入5～25ml浓度为9～12mol/ml的盐酸与0.2～2g氟化锂的混合溶液中，或加入5～25ml HF含量为10～70的水溶液中，加入磁转子并在20～70℃的油浴环境中搅拌12～96h得到混合物悬浊液；

（2）用5～100ml去离子水洗涤腐蚀后的混合物悬浊液并离心，倒去上清液，重复多次至上清液pH 值大于等于6；

（3）上清液pH 值大于等于6后，继续使用5～100ml去离子水洗涤并离心，倒去上清液，重复3～5次；

最终清洗完成的混合物，加5～40ml去离子水，在氩气气氛保护下超声波分层处理，超声过后混合液离心处理，取上层溶液即为单层MXene胶体溶液。

4.根据权利要求1所述的MXene增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于：乳化条件为混合溶液在60～100℃下使用高剪切均质乳化机乳化0.5～6h。

5.根据权利要求1所述的MXene增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于：沉淀物粉在氢气中还原温度100～400℃，时间1～10h。

6.根据权利要求1所述的MXene增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于：氢气还原后的粉体使用放电等离子烧结，烧结温度400～900℃，烧结时间1～60min，压强10～100MPa。

7.根据权利要求1所述的MXene增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于：所述铜盐为硫酸铜或氯化铜，所述碱液为氢氧化钠或氢氧化钾溶液。

8.一种根据权利要求1所述的MXene增强铜基复合材料的制备方法制得的MXene增强铜基复合材料。