CN115505781B - 一种利用MXene局部原位氧化与基体形成钉扎效应的铜基复合材料强化方法 - Google Patents

一种利用MXene局部原位氧化与基体形成钉扎效应的铜基复合材料强化方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于复合材料制备领域，涉及一种利用MXene局部原位氧化与基体形成钉扎效应的铜基复合材料强化方法，包括以下步骤：制备MXene胶体溶液，利用MXene局部原位氧化生成氧化物颗粒的类“钉板”结构增强体材料，制备MXene的类“钉板”结构增强体‑铜复合材料，MXene的类“钉板”结构增强体通过表面的纳米氧化物颗粒与铜基体形成了强机械啮合和钉扎效应强化了铜基材料，可以在提高铜基复合材料的压缩屈服强度的同时，有效的提高铜基复合材料的拉伸屈服强度，并使铜基复合材料的电导率降低。

Description

一种利用MXene局部原位氧化与基体形成钉扎效应的铜基复 合材料强化方法
技术领域
本发明属于复合材料制备领域，涉及一种利用MXene局部原位氧化与基体形成钉扎效应的铜基复合材料强化方法。
背景技术
大多数传统金属和合金由于其重量大、强度相对较低，开发金属基复合材料是解决此类问题的手段之一。二维(2D)材料由于其独特的2D结构以及优异的物理和机械性能，非常适合增强金属基复合材料。其中具有独特2D层状结构的MXene由于其丰富的表面官能团、优异的电子导电性、高弹性模量及优异力学性能，且MXene的内部过渡金属碳化物/氮化物芯使其适合作为稳定的高温增强材料，有望广泛用作金属基结构复合材料中的增强体。然而简单高效的将MXene在金属基体中均匀分散一直是待解决的重点问题；MXene与金属基体之间的润湿性较差，难以形成牢固的界面结合，不利于荷载在基体与增强体之间的传递，使MXene增强的金属基复合材料力学性能提升有限。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型的铜基复合材料强化方法，解决增强体在铜基体中的分散性问题，并增强增强体与铜基体间的界面结合，提高荷载在铜基体与增强体之间的传递效率，强化铜基复合材料的力学性能和电导率。为了实现上述目的本发明采用乳化机将MXene与铜粉充分混合，利用MXene在高温烧结时表面的含氧官能团及吸附水可以将其局部原位氧化的特性，生成纳米氧化物颗粒，这些颗粒与MXene未氧化的部分共同构成一种类“钉板”结构的增强体。这种增强体的纳米氧化物颗粒可以钉扎入铜基体中，通过与铜基体形成强机械啮合效应而使铜基体力学性能强化；同时MXene未氧化的层片部分可以降低铜基体的电导率。
一种利用MXene局部原位氧化与基体形成钉扎效应的铜基复合材料强化方法，包括以下步骤：
将M、Al、C粉末烧结形成陶瓷块体材料，研磨后得到陶瓷粉体；将陶瓷粉体置于酸性溶液中腐蚀，所述酸性溶液为盐酸与氟化锂混合液或氢氟酸；洗涤后腐蚀产物后采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；将铜粉、单层及少层MXene胶体溶液添加至无水乙醇中，使用乳化机进行高剪切乳化混合；将充分混合后的悬浊液在负压下使用旋转蒸发去除乙醇；将去除乙醇后的泥浆状物料使用干燥剂进一步脱水干燥得到MXene与铜的混合粉体；彻底干燥后的混合粉末在真空条件下使用放电等离子烧结，烧结过程中MXene局部将原位氧化生成纳米氧化物颗粒并钉扎入铜基体，得到利用MXene局部原位氧化与基体形成钉扎效应的铜基复合材料。
进一步的，所述陶瓷粉体为Mn+1AlCn陶瓷粉体，n＝1,2或3，M为过渡金属元素，为Ti、Nb、V、Cr或Ta。
进一步的，所述陶瓷粉体的制备方法包括以下步骤：将M、Al、C粉末按照摩尔比(n+1):1.2:n混匀后，在1000～1800℃下通过无压烧结制备高纯三元层状Mn+1AlCn陶瓷块体材料；其中n＝1,2或3；将Mn+1AlCn陶瓷块体材料研磨至细度为100目～1200目的Mn+1AlCn陶瓷粉体。
进一步的，所述单层及少层MXene胶体溶液中的MXene浓度为1～100mg/mL。
进一步的，单层及少层MXene胶体溶液的制备方法包括以下步骤：
将1g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10～70wt.％的水溶液中，加入磁转子并在20～70℃的油浴环境中搅拌12～96h得到悬浮液；
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；
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，加入5～40ml去离子水，在氩气气氛保护下超声波分层处理，超声过程中温度保持在35℃以下，超声过后混合液离心处理，取上层溶液即为单层及少层MXene胶体溶液。
进一步的，铜粉、单层及少层MXene胶体溶液、无水乙醇以500～20000rpm的转速在20～70℃的温度下进行高剪切乳化混合0.1～100h。
进一步的，高剪切乳化混合后，所有混合物在旋转蒸发器中在–0.01～–0.1MPa的负压下、40～100℃的水浴锅中旋转蒸发去除乙醇。
进一步的，去除乙醇后的泥浆状物料使用干燥剂干燥6～72h。
进一步的，彻底干燥后的混合粉末在真空条件下以20～100MPa的单轴压力加压，以10～100℃/min的速度升温，并在400～1000℃下进行放电等离子烧结3～10min。
一种利用MXene局部原位氧化与基体形成钉扎效应的铜基复合材料强化方法，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；
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，多次清水洗涤腐蚀产物，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的类“钉板”结构增强体-铜复合材料：
1)铜粉、单层及少层MXene胶体溶液添加至无水乙醇中，使用乳化机进行高剪切乳化混合；
2)将充分混合后的悬浊液在负压下使用旋转蒸发去除乙醇；
3)将去除乙醇后的泥浆状物料使用干燥剂进一步脱水干燥得到MXene与铜的混合粉体；
4)彻底干燥的混合粉末在真空条件下使用放电等离子烧结，烧结过程中MXene局部将原位氧化生成纳米氧化物颗粒并钉扎入铜基体，即得。
进一步的，所述陶瓷粉体为Mn+1AlCn陶瓷粉体，n＝1,2,3，M为过渡金属元素，Mn+ 1AlCn陶瓷粉体中M为Ti、Nb、V、Cr或Ta；
进一步的，所述Mn+1AlCn陶瓷粉体制备方法为：
(1)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℃下通过无压烧结制备高纯三元层状Mn+1AlCn(n＝1,2,3)陶瓷块体材料；
(2)将制备的Mn+1AlCn陶瓷材料进行研磨至细度为100目～1200目的Mn+1AlCn陶瓷粉体。
进一步的，所述制备MXene胶体溶液的步骤2)具体为：
(1)将1g制备的陶瓷粉体加入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10～70wt.％的水溶液中，加入磁转子并在20～70℃的油浴环境中搅拌12～96h得到悬浮液；
(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；
(4)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，超声过程中温度保持在35℃以下，超声过后混合液离心处理，取上层溶液即为单层及少层MXene胶体溶液。
进一步的，所述MXene胶体溶液的浓度使用抽滤的方法确定。
进一步的，所述MXene浓度为1～100mg/mL的单层及少层MXene胶体溶液与铜粉、无水乙醇在20～70℃下使用乳化机，以500～20000rpm的转速进行高剪切乳化混合0.1～100h，优选参数为MXene浓度25mg/mL，25℃下以6000rpm高剪切乳化混合1h。
进一步的，所述MXene与铜粉混合物中MXene的添加量质量百分比为0～10％，优选MXene的添加量为1～2％。
进一步的，高剪切混合后的所有混合物在旋转蒸发器中在–0.01～–0.1MPa的负压下，在40～100℃的水浴锅中旋转加热去除无水乙醇，优选参数为–0.09MPa，55℃；
进一步的，旋转蒸发后的泥浆状混合物，进一步使用干燥剂干燥6～72h，优选干燥时间48h。
进一步的，彻底干燥的混合粉末在真空条件下以20～100MPa的单轴压力加压，以10～100℃/min的速度升温，并在400～1000℃下进行放电等离子烧结3～10min，优选参数为40MPa单轴压力，50℃/min的升温速度在600℃下进行放电等离子烧结5min。
本发明还提供采用上述方法制得的MXene-铜复合材料。
有益效果
本发明提供的一种利用MXene局部原位氧化与基体形成钉扎效应的铜基复合材料强化方法，工艺简单、成本低，解决增强体在铜基体中的分散性问题，并增强增强体与铜基体间的界面结合，提高荷载在铜基体与增强体之间的传递效率，强化铜基复合材料的力学性能和电导率。最终得到的铜基复合材料，与同种工艺制备得到纯铜材料对比，其拉伸和压缩的屈服强度分别提高70.3％和12.7％，电导率下降6.4％。
本发明在保持MXene与铜粉形貌完好的前提下，可以高效的将MXene均分的分散至铜基体中。本发明的方法条件易控，可以较为精确的定量单层及少层MXene的添加量，制备出不同MXene添加比例的复合材料。采用该方法制备的铜基复合材料界面存在强机械啮合和钉扎效应，有效的提高了荷载在基体与增强体间的传递效率，力学性能优异。
附图说明
图1(a)(b)均为本发明方法实施案例1制得的铜基复合材料的照片。
图2为本发明方法实施案例2中经高剪切乳化混合并干燥后的MXene/铜复合粉体的扫描电子显微镜照片。可以看出MXene与铜粉的结构完整，没有形貌破坏情况，且MXene已经均匀的分散至铜粉中。
图3为本发明方法实施案例2中经高剪切乳化混合并干燥后的MXene/铜复合粉体的热失重分析曲线。曲线的先下降后上升的变化趋势表明，随着温度升高MXene经历了先失去表明含氧官能团及结合水的失重，随后被氧化增重，说明此复合粉体经烧结MXene可以发生氧化，为形成类“钉板”结构增强体奠定基础。
图4(a)为本发明方法实施案例1中制得的铜基复合材料的拉伸断口的扫描电子显微镜照片，(b)为图(a)断面中的能谱扫描结果；(c)为本发明方法实施案例2中制得的铜基复合材料的拉伸断口的扫描电子显微镜照片，(d)为图(c)断面中的能谱扫描结果。可以明显看出MXene片层上生长的纳米TiO2颗粒共同构成的类“钉板”结构增强体，且由于类“钉板”结构增强体的存在，使铜基复合材料破坏时，增强体的拔出导致了铜基体的严重变形，断面韧窝变得大小不一。此外，由于案例1和2中MXene添加量及含水量不同，导致MXene被氧化的程度不同，生成的纳米氧化物颗粒尺寸、形状也不同。
图5(a)为本发明方法实施案例1、2、3中制得的铜基复合材料的拉伸屈服强度和拉伸强度与纯铜样品的对比；图5(b)为本发明方法实施案例1、2、3中制得的铜基复合材料的压缩屈服强度同纯铜样品的对比。图5中M0、M1、M2、M4分别指MXene/铜复合粉体中MXene的质量分数分别为0％、1％、2％和4％。结合图4可以看出，当MXene片层局部原位氧化生成的氧化物颗粒的尺寸与数量适当时，将有效地增强铜基体的力学性能。
图6为本发明方法实施案例1、2、3中制得的铜基复合材料的电导率与纯铜样品的对比。图6中M0、M1、M2、M4分别指MXene/铜复合粉体中MXene的质量分数分别为0％、1％、2％和4％。结合图4可以看出，当MXene被适量氧化时，可以降低铜的电导率；而过多的氧化物覆盖至MXene表面会增加铜的电导率。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的解释说明，但应当理解为本发明的保护范围并不受具体实施例的限制。
实施例1
利用MXene局部原位氧化与基体形成钉扎效应的铜基复合材料强化方法，包括以下步骤：
一、单层及少层MXene的制备：
(1)将Ti、Al、C粉末按照摩尔比3:1.2:2混匀后，在1350℃通过无压烧结工艺制备高纯三元层状Ti3AlC2陶瓷块体材料，将制备的Ti3AlC2陶瓷材料用钻床钻粉，得到Ti3AlC2陶瓷粉体。制备的Ti3AlC2陶瓷粉体过325目筛处理；
(2)将1g制备的Ti3AlC2陶瓷粉体加入10ml浓度为12mol/ml的盐酸与1.0g氟化锂的混合溶液中，加入磁转子并在35℃的油浴环境中搅拌24h，除去Ti3AlC2中的Al原子层；
(3)用50ml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；
(4)上清液PH值大于等于6后，继续使用40ml去离子水洗涤并离心，倒去上清液，重复8～10次；
(5)最终清洗完成的混合物，加20ml去离子水，在氩气气氛保护下超声波分层处理。超声过程中温度保持在35℃以下。超声过后混合液离心处理，上层溶液即为单层及少层MXene胶体溶液。胶体溶液中MXene的浓度使用抽滤的方法确定。
二、MXene的类“钉板”结构增强体-铜复合材料的制备
(1)铜粉、铜粉质量分数1％的MXene(使用MXene浓度为25mg/mL的单层及少层MXene胶体溶液)与无水乙醇在25℃下，使用乳化机以6000rpm的转速进行高剪切乳化混合1h；
(2)高剪切混合后的所有混合物在旋转蒸发器中在–0.09MPa的负压下，在55℃的水浴锅中旋转加热去除无水乙醇；
(3)旋转蒸发后的泥浆状混合物，进一步使用干燥剂干燥48h；
(4)彻底干燥的混合粉末在真空条件下以40MPa的单轴压力加压，以50℃/min的速度升温，并在600℃下进行放电等离子烧结5min，随炉冷却后即得MXene的类“钉板”结构增强体-铜复合材料。
图1(a)(b)均为本发明方法实施案例1制得的铜基复合材料的照片。
实施例2
利用MXene局部原位氧化与基体形成钉扎效应的铜基复合材料强化方法，包括以下步骤：
一、单层及少层MXene的制备：
(1)将Ti、Al、C粉末按照摩尔比3:1.2:2混匀后，在1350℃通过无压烧结工艺制备高纯三元层状Ti3AlC2陶瓷块体材料，将制备的Ti3AlC2陶瓷材料用钻床钻粉，得到Ti3AlC2陶瓷粉体。制备的Ti3AlC2陶瓷粉体过325目筛处理；
(2)将1g制备的Ti3AlC2陶瓷粉体加入20ml浓度为9mol/ml的盐酸与1.8g氟化锂的混合溶液中，加入磁转子并在37℃的油浴环境中搅拌36h，除去Ti3AlC2中的Al原子层；
(3)用50ml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；
(4)上清液PH值大于等于6后，继续使用40ml去离子水洗涤并离心，倒去上清液，重复3～5次；
(5)最终清洗完成的混合物，加20ml去离子水，在氩气气氛保护下超声波分层处理。超声过程中温度保持在35℃以下。超声过后混合液离心处理，上层溶液即为单层及少层MXene胶体溶液。胶体溶液中MXene的浓度使用抽滤的方法确定。
二、MXene的类“钉板”结构增强体-铜复合材料的制备
(1)铜粉、铜粉质量分数2％的MXene(使用MXene浓度为25mg/mL的单层及少层MXene胶体溶液)与无水乙醇在25℃下，使用乳化机以8000rpm的转速进行高剪切乳化混合1h；
(2)高剪切混合后的所有混合物在旋转蒸发器中在–0.09MPa的负压下，在65℃的水浴锅中旋转加热去除无水乙醇；
(3)旋转蒸发后的泥浆状混合物，进一步使用干燥剂干燥72h；
(4)彻底干燥的混合粉末在真空条件下以40MPa的单轴压力加压，以50℃/min的速度升温，并在600℃下进行放电等离子烧结5min，随炉冷却后即得MXene的类“钉板”结构增强体-铜复合材料。
图2为本发明方法实施案例2中经高剪切乳化混合并干燥后的MXene/铜复合粉体的扫描电子显微镜照片。可以看出MXene与铜粉的结构完整，没有形貌破坏情况，且MXene已经均匀的分散至铜粉中。图3为本发明方法实施案例2中经高剪切乳化混合并干燥后的MXene/铜复合粉体的热失重分析曲线。曲线的先下降后上升的变化趋势表明，随着温度升高MXene经历了先失去表明含氧官能团及结合水的失重，随后被氧化增重，说明此复合粉体经烧结MXene可以发生氧化，为形成类“钉板”结构增强体奠定基础。
图4(a)为本发明方法实施案例1中制得的铜基复合材料的拉伸断口的扫描电子显微镜照片，(b)为图(a)断面中的能谱扫描结果；(c)为本发明方法实施案例2中制得的铜基复合材料的拉伸断口的扫描电子显微镜照片，(d)为图(c)断面中的能谱扫描结果。可以明显看出MXene片层上生长的纳米TiO2颗粒共同构成的类“钉板”结构增强体，且由于类“钉板”结构增强体的存在，使铜基复合材料破坏时，增强体的拔出导致了铜基体的严重变形，断面韧窝变得大小不一。此外，由于案例1和2中MXene添加量及含水量不同，导致MXene被氧化的程度不同，生成的纳米氧化物颗粒尺寸、形状也不同。
实施例3
利用MXene局部原位氧化与基体形成钉扎效应的铜基复合材料强化方法，包括以下步骤：
一、单层及少层MXene的制备：
(1)将Ti、Al、C粉末按照摩尔比3:1.2:2混匀后，在1350℃通过无压烧结工艺制备高纯三元层状Ti3AlC2陶瓷块体材料，将制备的Ti3AlC2陶瓷材料用钻床钻粉，得到Ti3AlC2陶瓷粉体。制备的Ti3AlC2陶瓷粉体过325目筛处理；
(2)将1g制备的Ti3AlC2陶瓷粉体加入10ml浓度为12mol/ml的盐酸与1.2g氟化锂的混合溶液中，加入磁转子并在35℃的油浴环境中搅拌48h，除去Ti3AlC2中的Al原子层；
(3)用50ml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；
(4)上清液PH值大于等于6后，继续使用40ml去离子水洗涤并离心，倒去上清液，重复1～2次；
(5)最终清洗完成的混合物，加20ml去离子水，在氩气气氛保护下超声波分层处理。超声过程中温度保持在35℃以下。超声过后混合液离心处理，上层溶液即为单层及少层MXene胶体溶液。胶体溶液中MXene的浓度使用抽滤的方法确定。
二、MXene的类“钉板”结构增强体-铜复合材料的制备
(1)铜粉、铜粉质量分数4％的MXene(使用MXene浓度为25mg/mL的单层及少层MXene胶体溶液)与无水乙醇在25℃下，使用乳化机以7000rpm的转速进行高剪切乳化混合0.5h；
(2)高剪切混合后的所有混合物在旋转蒸发器中在–0.09MPa的负压下，在60℃的水浴锅中旋转加热去除无水乙醇；
(3)旋转蒸发后的泥浆状混合物，进一步使用干燥剂干燥48h；
(4)彻底干燥的混合粉末在真空条件下以40MPa的单轴压力加压，以50℃/min的速度升温，并在600℃下进行放电等离子烧结5min，随炉冷却后即得MXene的类“钉板”结构增强体-铜复合材料。
图5(a)为本发明方法实施案例1、2、3中制得的铜基复合材料的拉伸屈服强度和拉伸强度与纯铜样品的对比；图5(b)为本发明方法实施案例1、2、3中制得的铜基复合材料的压缩屈服强度同纯铜样品的对比。图5中M0、M1、M2、M4分别指MXene/铜复合粉体中MXene的质量分数分别为0％、1％、2％和4％。结合图4可以看出，当MXene片层局部原位氧化生成的氧化物颗粒的尺寸与数量适当时，将有效地增强铜基体的力学性能。
图6为本发明方法实施案例1、2、3中制得的铜基复合材料的电导率与纯铜样品的对比。图6中M0、M1、M2、M4分别指MXene/铜复合粉体中MXene的质量分数分别为0％、1％、2％和4％。结合图4可以看出，当MXene被适量氧化时，可以降低铜的电导率；而过多的氧化物覆盖至MXene表面会增加铜的电导率。
上述仅为本发明的优选实施例，本发明并不仅限于实施例的内容。对于本领域中的技术人员来说，在本发明的技术方案范围内可以有各种变化和更改，所作的任何变化和更改，均在本发明保护范围之内。

Claims (8)

1.一种利用MXene局部原位氧化与基体形成钉扎效应的铜基复合材料强化方法，其特征在于：包括以下步骤：
将M、Al、C粉末烧结形成陶瓷块体材料，研磨后得到陶瓷粉体；将陶瓷粉体置于酸性溶液中腐蚀，所述酸性溶液为盐酸与氟化锂混合液或氢氟酸；洗涤后腐蚀产物后采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；将铜粉、单层及少层MXene胶体溶液添加至无水乙醇中，使用乳化机进行高剪切乳化混合；将充分混合后的悬浊液在负压下使用旋转蒸发去除乙醇；将去除乙醇后的泥浆状物料使用干燥剂进一步脱水干燥得到MXene与铜的混合粉体；彻底干燥后的混合粉末在真空条件下使用放电等离子烧结，烧结过程中MXene局部将原位氧化生成纳米氧化物颗粒并钉扎入铜基体，得到利用MXene局部原位氧化与基体形成钉扎效应的铜基复合材料；
所述陶瓷粉体为Mn+1AlCn陶瓷粉体，n=1,2或3，M为过渡金属元素，为Ti、Nb、V、Cr或Ta；
所述陶瓷粉体的制备方法包括以下步骤：将M、Al、C粉末按照摩尔比（n+1）:1.2:n混匀后，在1000～1800℃下通过无压烧结制备高纯三元层状Mn+1AlCn陶瓷块体材料；其中n=1,2或3；将Mn+1AlCn陶瓷块体材料研磨至细度为100目～1200目的Mn+1AlCn陶瓷粉体。
2.根据权利要求1所述的利用MXene局部原位氧化与基体形成钉扎效应的铜基复合材料强化方法，其特征在于：所述单层及少层MXene胶体溶液中的MXene浓度为1～100mg/mL。
3.根据权利要求1所述的利用MXene局部原位氧化与基体形成钉扎效应的铜基复合材料强化方法，其特征在于：单层及少层MXene胶体溶液的制备方法包括以下步骤：
将1g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10～70wt.%的水溶液中，加入磁转子并在20～70℃的油浴环境中搅拌12～96h得到悬浮液；
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；
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，加入5～40ml去离子水，在氩气气氛保护下超声波分层处理，超声过程中温度保持在35℃以下，超声过后混合液离心处理，取上层溶液即为单层及少层MXene胶体溶液。
4.根据权利要求1所述的利用MXene局部原位氧化与基体形成钉扎效应的铜基复合材料强化方法，其特征在于：铜粉、单层及少层MXene胶体溶液、无水乙醇以500～20000rpm的转速在20~70℃的温度下进行高剪切乳化混合0.1～100h。
5.根据权利要求1所述的利用MXene局部原位氧化与基体形成钉扎效应的铜基复合材料强化方法，其特征在于：高剪切乳化混合后，所有混合物在旋转蒸发器中在–0.01～–0.1MPa的负压下、40～100℃的水浴锅中旋转蒸发去除乙醇；去除乙醇后的泥浆状物料使用干燥剂干燥6～72h。
6.根据权利要求1所述的利用MXene局部原位氧化与基体形成钉扎效应的铜基复合材料强化方法，其特征在于：MXene与铜粉混合物中MXene的添加量质量百分比为0～10%。
7.根据权利要求1所述的利用MXene局部原位氧化与基体形成钉扎效应的铜基复合材料强化方法，其特征在于：彻底干燥后的混合粉末在真空条件下以20～100MPa的单轴压力加压，以10～100℃/min的速度升温，并在400～1000℃下进行放电等离子烧结3～10min。
8.一种铜基复合材料，其特征在于，所述铜基复合材料根据权利要求1~7任一项所述方法制备而成。
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