摘要
电磁吸波材料是指介质能够最大限度的吸收入射电磁波，并与电磁波相互作用使电磁波转化为热能等其他形式的能量使电磁波因干涉而损耗掉的一类功能材料，无论在国防还是民用工业都具有十分广泛的应用。目前，吸波材料正朝着“薄、轻、宽、强”的方向发展，铁氧体材料因价格低廉、吸收率高、涂层薄等优点在吸波材料领域受到越来越多的关注，但因密度大和吸波频带窄的缺限，限制了其在吸波领域的应用。目前，石墨烯以及二维石墨烯类似物材料的研究发展拓宽了吸波材料领域，受到了广泛关注和研究。MXene是一种新型的二维纳米碳/氮化物材料，具有和石墨烯类似的层状结构，大的比表面积使其具有优异的电学性能和层间距可调性，是一种非常有研究价值和研究潜力的电磁波吸收材料。 本文采用水热合成的方法，利用MXene的多层片状结构，诱导Co0.5Ni0.5Fe2O4在Ti3C2层间进行生长，实现不同损耗机理的Ti3C2/Co0.5Ni0.5Fe2O4吸波材料的复合。重点研究了MXene的制备工艺，水热复合条件，不同复合比例等因素对复合材料结构与吸波性能的影响。具体内容及主要结论如下： 1.采用化学液相刻蚀方法，利用HF酸对Ti3AlC2进行刻蚀从而制备Ti3C2层状材料并分别采用离心和超声振动的方式对其进行了扩层处理。研究了刻蚀时间、HF酸刻蚀剂浓度对微观形貌、物相组成的影响规律。探索确定出MXene制备的最佳工艺条件：40%浓度的HF酸刻蚀24h是获取Ti3C2的最佳刻蚀工艺条件；对于Ti3C2相的扩层，超声振动作用带动层间范德华力的断裂，Ti3AlC2中的Al相可以更好的从其中剥离从而达到扩层的效果。 2.采用水热法成功制备得到Ti3C2/Co0.5Ni0.5Fe2O4复合材料，研究吸波层厚度、Ti3C2含量、频率等参数与Ti3C2/Co0.5Ni0.5Fe2O4复合材料电磁性能以及吸波性能的关系。可以发现，随着Ti3C2含量的增加，复介电常数ε有增大的趋势，表明Ti3C2的加入对整个复合吸波材料产生了较大的介电损耗。随着Ti3C2含量的增加，复磁导率μ会变小，且随着频率的增加呈现出波动性，表现出一定的频散效应，利于展宽吸波材料的吸收频带。在2-18GHz频率范围内复合材料的整体吸收能力比纯铁氧体相都有明显的提高，当吸波层厚度为4.5mm，Ti3C2的复合比例达到30%与40%时，其吸收峰值分别达到了-3.6dB与-3.8dB，已经出现了较好的吸波效果。
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