CN115572481B - 树脂基复相材料、其制备方法及应用 - Google Patents

树脂基复相材料、其制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种树脂基复相材料、其制备方法及应用。所述树脂基复相材料包括树脂基体以及分布于树脂基体中的复合粉体，复合粉体包括碳化硅材料以及高熵稀土氧溴材料；复合粉体中，高熵稀土氧溴材料包覆碳化硅材料。本发明提供的树脂基复相材料及其制备方法将树脂、碳化硅材料与高熵稀土氧溴材料以特定的结构进行了复合，实现了复合材料的结构与功能一体化；各组份的性能优缺点互补，提高了力学、电学、热学、电磁屏蔽、中子屏蔽等性能，并且可通过调整组成结构对电磁屏蔽、中子屏蔽等性能进行调控，从而拓宽了该复合材料在高新技术领域的应用范围，特别适合在核能系统、核潜艇、核动力航母等需要电磁屏蔽和中子屏蔽性能兼顾的特殊场合应用。

Description

树脂基复相材料、其制备方法及应用
技术领域
本发明涉及树脂基复合材料技术领域，尤其涉及一种树脂基复相材料、其制备方法及应用。
背景技术
近年来电子通讯和电子信息行业飞速发展，我国已逐渐进入5G时代，6G相关技术和产品也在研究中。移动手机、平板电脑、笔记本电脑等电子产品已逐渐普及，几乎进入每一个家庭，并对我们的生活产生翻天覆地的影响，已不可替代。但随着这些无线通讯设备的普及应用，以及电子元器件频率的逐渐增高，电磁干扰已成为不可忽略的电磁污染，且问题越来越严重。
高分子树脂材料具有塑性好、易成型、生产成本低等优点，已在日常生活和工业生产中广泛应用。例如，其中的聚酰亚胺作为高性能聚合物树脂的代表，其软化温度高，具阻燃性能优异，已在电磁屏蔽材料领域表现出较好的应用前景。但其力学性能与玻璃、陶瓷相比较低，限制了其在强度和中子屏蔽要求较高的核能移动电源、核潜艇、核动力航母以及核动力战斗机表面防护等特殊领域的应用。
高熵稀土氧溴陶瓷是一种新型的高熵陶瓷材料，高熵化后各不同组元的基本性能以及相互作用之后使得高熵稀土氧溴陶瓷具有“鸡尾酒”效应。且其具有特殊的纳米片层结构，以及丰富的外层电子结构，赋予其优异的光学、磁学、电学、热学、力学等性能，高熵稀土氧溴陶瓷材料在电磁屏蔽材料、中子屏蔽材料、发光材料、光电探测等领域具有广阔的应用前景。
但是，目前的现有技术中尚未见有关于上述材料的树脂基复合材料的相关报道，无法实现高分子材料与高熵稀土氧溴陶瓷材料的优势互补。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种树脂基复相材料、其制备方法及应用。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
第一方面，本发明提供一种树脂基复相材料，包括树脂基体以及分布于所述树脂基体中的复合粉体，所述复合粉体包括碳化硅材料以及高熵稀土氧溴材料；所述复合粉体中，所述高熵稀土氧溴材料包覆所述碳化硅材料。
其中所述复相材料是复合材料中的一种，具体是指两种或多种材料复合而成的一种多相材料。
第二方面，本发明还提供一种树脂基复相材料的制备方法，包括：
提供复合粉体，所述复合粉体包括碳化硅材料以及高熵稀土氧溴材料，所述高熵稀土氧溴材料包覆所述碳化硅材料；
使所述复合粉体与树脂复合，获得树脂基复相材料。
第三方面，本发明还提供上述树脂基复相材料在制备荧光材料、电磁屏蔽材料、吸波材料、中子屏蔽材料或电子元器件材料的应用。
基于上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：
本发明提供的树脂基复相材料及其制备方法将树脂、碳化硅材料与高熵稀土氧溴材料以特定的结构进行了复合，实现了复合材料的结构与功能一体化；复合材料中各组份的性能优缺点互补，提高了复合材料的力学、电学、热学、电磁屏蔽、中子屏蔽等性能，并且可通过调整复合材料的组成结构对复合材料的电磁屏蔽、中子屏蔽等性能进行调控，从而拓宽了该复合材料在高新技术领域的应用范围，特别适合在核能系统、核潜艇、核动力航母等需要电磁屏蔽和中子屏蔽性能兼顾的特殊场合应用。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使本领域技术人员能够更清楚地了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合详细附图说明如后。
附图说明
图1是本发明一典型实施案例提供的高熵稀土氧溴包覆碳化硅晶须的复合粉体的SEM照片；
图2是本发明一典型实施案例提供的树脂基复相材料的实物照片。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
本发明的技术目的是树脂基复相材料及其制备方法与用途。所述树脂基复相材料是复合材料的一种，由树脂、碳化硅和高熵稀土氧溴材料组成，片状高熵稀土氧溴材料包覆在碳化硅表面，碳化硅和高熵稀土氧溴材料分布在树脂基体材料中。使三者性能优缺点互补，所得的复合材料兼具介电损耗、电导损耗、界面损耗以及多重界面散射等电磁损耗机制，高熵稀土氧溴材料改善了复合材料的阻抗匹配性能，并且具有荧光以及中子屏蔽性能，可在核能、核潜艇、核动力航母等需要电磁屏蔽和中子屏蔽性能兼顾的特殊场合应用。此外，树脂基复相材料还具有易加工成型、易于制造大尺寸复杂构建，密度低等优点。
基于上述目的，本发明实施例提供一种树脂基复相材料，包括树脂基体以及分布于所述树脂基体中的复合粉体，所述复合粉体包括碳化硅材料以及高熵稀土氧溴材料；所述复合粉体中，所述高熵稀土氧溴材料包覆所述碳化硅材料。具体的，一种树脂基复相材料，是由树脂、碳化硅材料和高熵稀土氧溴材料组成，片状高熵稀土氧溴材料包覆在碳化硅表面，碳化硅和高熵稀土氧溴材料分布在树脂基体中。
在一些实施方案中，所述碳化硅材料包括碳化硅粉体、碳化硅晶须以及碳化硅纤维中的任意一种或两种以上的组合。
在一些实施方案中，所述高熵稀土氧溴材料的通式可以为REOBr，其中RE为五种或六种以上的稀土元素。具体的，其中RE可以为Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的任意五种及五种以上的组合。
在一些实施方案中，所述碳化硅粉体的粒径可以为50nm-50μm。
在一些实施方案中，所述碳化硅晶须的直径可以为20-500nm，长度可以为500nm-5000μm。
在一些实施方案中，所述碳化硅纤维的直径可以为100nm-50μm，长度可以大于500μm。
在一些实施方案中，所述高熵稀土氧溴材料为片状。
在一些实施方案中，所述高熵稀土氧溴材料的片层宽度可以为10-10000nm，片层厚度可以为0.1-100nm。
在一些实施方案中，所述树脂基复相材料中，树脂基体的质量分数可以为5-99.8％，碳化硅材料的质量分数为0.1-30％，高熵稀土氧溴材料的质量分数为0.1-94.9％。具体的，按照质量百分比计，所述树脂占复相材料总质量的质量百分比含量为5-99.8％，碳化硅占复合材料总质量的质量百分比含量为0.1-30％；所述的高熵稀土氧溴材料占复合材料总质量的质量百分比含量为0.1-94.9％。
在一些实施方案中，所述的树脂基体可以包括聚酰亚胺树脂、聚苯乙烯树脂、聚甲基丙烯酸树脂、聚碳酸酯、聚丙烯树脂、聚丙烯酸树脂、环氧树脂以及酚醛树脂中的任意一种或两种以上的组合。
本发明实施例还提供一种树脂基复相材料的制备方法，包括如下的步骤：
提供复合粉体，所述复合粉体包括碳化硅材料以及高熵稀土氧溴材料，所述高熵稀土氧溴材料包覆所述碳化硅材料。
使所述复合粉体与树脂复合，获得树脂基复相材料。
在一些实施方案中，所述复合粉体与树脂复合的方法可以包括液相共混法、熔融共混法、原位聚合法以及机械球磨混合法中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。本发明的关键技术手段在于首先使高熵稀土氧溴材料包覆碳化硅材料形成复合粉体，然后再使复合粉体分布于树脂基体中，复合粉体和树脂基体的复合方式可以具有多种，不限于上述例举的方法，任何现有技术中的将固体复合粉体与树脂进行复合的方法均可获得性质相近的树脂基复相材料。
在一些实施方案中，所述溶液共混法具体可以包括：
配制包含所述复合粉体、树脂以及有机溶剂的分散液。
使所述分散液中的树脂固化，并去除所述有机溶剂，获得所述树脂基复相材料。
在一些实施方案中，所述熔融共混法可以将复合粉体、树脂混合后熔融，例如在100-200℃下熔融，具体温度需结合树脂的熔点进行设置，然后形成均一的混合熔体，最后冷却制得。当然最好在模具中冷却成型。
在一些实施方案中，所述分散液中复合粉体的质量分数为5-1000g/L，树脂的质量分数为5-1000g/L。
在一些实施方案中，所述树脂的固化的温度为50-300℃。
在一些实施方案中，所述树脂的固化在模具中进行。
在一些实施方案中，所述树脂的固化可以在模具中进行，以使制得的复相材料具有特定的适用于应用的形状。
在一些实施方案中，所述复合粉体至少采用如下的方法进行制备：
使所述碳化硅材料与多种含稀土元素材料均匀混合，构成反应体系，所述反应体系中包含溴元素。
对所述反应体系进行热处理，获得所述复合粉体。
其中，所述反应体系中还可以包括溴化物，例如溴化钠和溴化钾等，当多种含稀土元素材料中不含溴时，或者其中的溴含量低于化学计量时，需要向反应体系中补充溴化物。
在一些实施方案中，所述热处理的温度为400-1200℃。
作为上述技术方案的一些非常具体的实施示例，例如一种聚酰亚胺基复相材料的制备可以采用如下的步骤得以实施：
采用聚酰亚胺树脂为基体时，包括如下步骤：
(1)高熵稀土氧溴材料包覆碳化硅材料：
步骤1：将适量碳化硅、溴化钠、含稀土元素材料混合均匀。
步骤2：将混合物在400-1200℃热处理，然后洗涤烘干得到高熵稀土氧溴材料包覆碳化硅的粉体，作为所述复合粉体。
(2)复相材料的制备：
步骤1：将适量的聚酰亚胺树脂溶于二甲基甲酰胺中，配置成溶液。
步骤2：将上述所得高熵稀土氧溴材料包覆碳化硅的复合粉体超声分散于二甲基甲酰胺中，再将所得溶液与步骤1中所得溶液混合。
步骤3：将步骤2中所得混合液超声、搅拌分散均匀后获得分散液，经过真空脱泡并倒入不锈钢模具中。
步骤4：将装有样品的不锈钢模具在一定的温度下固化，然后将其浸入去离子水中，去除多余的二甲基甲酰胺溶剂。
步骤5：将步骤4所得复合材料在70～220℃下真空干燥，即可得到聚酰亚胺树脂基高熵稀土氧溴材料包覆碳化硅复合材料。
本发明实施例还提供上述任一实施方式中提供或制备得到的树脂基复相材料作为荧光材料、电磁屏蔽材料、吸波材料、中子屏蔽材料以及电子元器件材料的应用。
更加具体的，所述的树脂基复相材料可在制备荧光材料、电磁屏蔽材料、吸波材料、中子屏蔽材料、电子元器件材料而应用，特别在核能系统、核潜艇、核动力航母等需要电磁屏蔽和中子屏蔽性能兼顾的特殊场合应用。
以下通过若干实施例并结合附图进一步详细说明本发明的技术方案。然而，所选的实施例仅用于说明本发明，而不限制本发明的范围。
实施例1
本实施例中，树脂为聚酰亚胺，其平均分子量为200000g/mol，高熵稀土氧溴材料为(Y0.2La0.2Gd0.2Dy0.2Er0.2)OBr；碳化硅材料为碳化硅晶须，其平均直径约为500nm，长度为1-2000μm高熵稀土氧溴材料包覆在碳化硅晶须表面，其组成配比为：高熵稀土氧溴材料10wt.％，碳化硅晶须10wt.％，聚酰亚胺为80wt.％。该复相材料的制备方法如下：
(1)将复合上述化学计量的碳化硅晶须、溴化钠、YH2、LaH2、GdH2、DyH2、ErH2混合均匀。
(2)将混合物在800℃于管式炉中空气氛围热处理，然后洗涤烘干得到高熵(Y0.2La0.2Gd0.2Dy0.2Er0.2)OBr包覆碳化硅晶须的粉体(如图1所示)。
(3)将适量的聚酰亚胺树脂溶于二甲基甲酰胺中，配置成溶液。
(4)将上述所得高熵(Y0.2La0.2Gd0.2Dy0.2Er0.2)OBr包覆碳化硅晶须复合粉体超声分散于二甲基甲酰胺中，再将所得溶液与步骤3中所得溶液混合，其中高熵(Y0.2La0.2Gd0.2Dy0.2Er0.2)OBr材料和碳化硅晶须各占复合材料总质量(即除去溶剂以外的复合粉体和树脂的总质量，下同)的质量百分含量为10wt.％，聚酰亚胺占复合材料总质量的质量百分含量为80wt.％。
(5)将步骤4中所得混合液超声、搅拌分散均匀后，经过真空脱泡并倒入圆柱形不锈钢模具中。
(6)将装有样品的不锈钢模具在260℃固化10h，然后将其浸入去离子水中，去除多余的二甲基甲酰胺溶剂。
(7)将步骤6所得复合材料在120℃下真空干燥，即可得到聚酰亚胺树脂基高熵(Y0.2La0.2Gd0.2Dy0.2Er0.2)OBr包覆碳化硅晶须复合块体材料，其实物如图2所示。
对于步骤(2)中高熵(Y0.2La0.2Gd0.2Dy0.2Er0.2)OBr包覆碳化硅晶须的复合粉体的形貌进行电镜表征，结果如图1所示为该复合粉体的SEM照片，可看出片层状高熵(Y0.2La0.2Gd0.2Dy0.2Er0.2)OBr与一维的碳化硅晶须交织在一起，并包覆在碳化硅晶须表面。
本实施例所制备的树脂基复相材料具有优异的电磁屏蔽和中子屏蔽性能，同时还具有高强度的特性，其弯曲强度约为220MPa，电磁屏蔽效率达到99％，中子屏蔽效率达到99％。
实施例2
本实施例中，树脂为聚酰亚胺，其平均分子量为150000g/mol；高熵稀土氧溴材料为(Y0.2Pr0.2Tb0.2Gd0.2Yb0.2)OBr，碳化硅材料为碳化硅纳米粉体，平均粒径为10μm；其组成配比为：高熵稀土氧溴材料20wt.％，碳化硅纳米粉体5wt.％，聚酰亚胺为75wt.％。该复相材料的制备方法如下：
(1)将复合化学计量的碳化硅纳米粉体、溴化钾、YH2、PrH2、TbH2、GdH2、YbH2混合均匀。
(2)将混合物在600℃于热压炉中热处理，然后洗涤烘干得到高熵(Y0.2Pr0.2Tb0.2Gd0.2Yb0.2)OBr包覆碳化硅的复合粉体。
(3)将适量的聚酰亚胺树脂溶于二甲基甲酰胺中，配置成溶液。
(4)将上述所得高熵(Y0.2Pr0.2Tb0.2Gd0.2Yb0.2)OBr包覆碳化硅复合粉体超声分散于二甲基甲酰胺中，再将所得溶液与步骤3中所得溶液混合，其中高熵(Y0.2La0.2Pr0.2Dy0.2Er0.2)OBr材料和碳化硅各占复合材料总质量的质量百分含量为20wt.％和5wt％，聚酰亚胺占复合材料总质量的质量百分含量为75wt.％。
(5)将步骤4中所得混合液超声、搅拌分散均匀后，经过真空脱泡并倒入不锈钢模具中。
(6)将装有样品的不锈钢模具在250℃固化12h，然后将其浸入去离子水中，去除多余的二甲基甲酰胺溶剂。
(7)将步骤6所得复合材料在200℃下真空干燥，即可得到聚酰亚胺树脂基高熵(Y0.2La0.2Pr0.2Dy0.2Er0.2)OBr包覆碳化硅复合块体材料。
采用与实施例1同样的测试方法，其弯曲强度约为190MPa，电磁屏蔽效率达到90％，中子屏蔽效率达到99％。
实施例3
本实施例中，树脂为聚苯乙烯树脂；高熵稀土氧溴材料为(Sc0.2Ce0.2Pm0.2Sm0.2Eu0.2)OBr，碳化硅材料为碳化硅纤维，纤维平均直径约为10μm，长度为100-9000μm；其组成配比为：高熵稀土氧溴材料80wt.％，碳化硅纤维1wt.％，聚苯乙烯树脂为19wt.％。该复合材料的制备方法如下：
(1)按上述配比将碳化硅纤维、溴化钠、氧化钪、氧化铈、氧化钷、氧化钐、氧化铕混合均匀。
(2)将混合物在1000℃于电场辅助烧结炉中热处理，然后洗涤烘干得到高熵(Sc0.2Ce0.2Pm0.2Sm0.2Eu0.2)OBr包覆碳化硅纤维的复合粉体。
(3)将聚苯乙烯树脂(19wt.％)与高熵(Sc0.2Ce0.2Pm0.2Sm0.2Eu0.2)OBr包覆碳化硅纤维的粉体(81wt.％)混合均匀，其中高熵(Y0.2La0.2Pr0.2Dy0.2Er0.2)OBr材料和碳化硅各占复合材料总质量的质量百分含量为80wt.％和1wt％，聚苯乙烯占复合材料总质量的质量百分含量为19wt.％。
(4)在100℃下将混合粉体熔融，再倒入不锈钢模具中成型，即可得到聚苯乙烯树脂基高熵(Sc0.2Ce0.2Pm0.2Sm0.2Eu0.2)OBr包覆碳化硅纤维复合块体材料。
采用与实施例1同样的测试方法，本实施例所制备的复相材料的弯曲强度约为100MPa，电磁屏蔽效率达到95％，中子屏蔽效率达到99％。
实施例4
本实施例中，树脂为环氧树脂，高熵稀土氧溴材料为(Y0.2Gd0.2Dy0.2Ho0.2Lu0.2)OBr，碳化硅材料为碳化硅晶须，其平均直径约为600nm，长度为10-2000μm，其组成配比为：高熵稀土氧溴材料0.1wt.％，碳化硅晶须30wt.％，环氧树脂为69.9wt.％。该复合材料的制备方法如下：
(1)按上述配比将碳化硅晶须、溴化钾、溴化钇、溴化钆、溴化镝、溴化钬、溴化镥混合均匀。
(2)将混合物在400℃于管式炉中热处理，然后洗涤烘干得到高熵(Y0.2Gd0.2Dy0.2Ho0.2Lu0.2)OBr和碳化硅晶须的复合粉体。
(3)将环氧树脂(69.9wt.％)与高熵(Y0.2Gd0.2Dy0.2Ho0.2Lu0.2)OBr和碳化硅晶须的粉体(30.1wt.％)混合均匀，其中高熵(Y0.2Gd0.2Dy0.2Ho0.2Lu0.2)OBr材料和碳化硅晶须各占复合材料总质量的质量百分含量为0.1wt.％和30wt％，环氧树脂占复合材料总质量的质量百分含量为69.9wt.％。
(4)在130℃下将混合粉体熔融，再倒入不锈钢模具中成型，即可得到环氧树脂基高熵(Y0.2Gd0.2Dy0.2Ho0.2Lu0.2)OBr材料和碳化硅晶须复合块体材料。
采用与实施例1同样的测试方法，本实施例所制备的复相材料的弯曲强度约为150MPa，电磁屏蔽效率达到90％，中子屏蔽效率为50％。
实施例5
本实施例中，树脂为酚醛树脂，高熵稀土氧溴材料为(Y0.2Gd0.2Dy0.2Ho0.2Lu0.2)OBr，碳化硅材料为碳化硅晶须，其平均直径约为400nm，长度为100-1000μm其组成配比为：高熵稀土氧溴材料50wt.％，碳化硅晶须0.1wt.％，环氧树脂为49.9wt.％。该复合材料的制备方法如下：
(1)按上述配比将碳化硅晶须、溴化钾、溴化钇、溴化钆、溴化镝、溴化钬、溴化镥混合均匀。
(2)将混合物在500℃于管式炉中热处理，然后洗涤烘干得到高熵(Y0.2Gd0.2Dy0.2Ho0.2Lu0.2)OBr和碳化硅晶须的复合粉体。
(3)将酚醛树脂与高熵(Y0.2Gd0.2Dy0.2Ho0.2Lu0.2)OBr和碳化硅晶须的粉体混合均匀，其中高熵(Y0.2Gd0.2Dy0.2Ho0.2Lu0.2)OBr材料和碳化硅晶须各占复合材料总质量的质量百分含量为50wt.％和0.1wt％，酚醛树脂占复合材料总质量的质量百分含量为49.9wt.％。
(4)在110℃下将混合粉体熔融，再倒入不锈钢模具中成型，即可得到酚醛树脂高熵(Y0.2Gd0.2Dy0.2Ho0.2Lu0.2)OBr材料和碳化硅晶须复合块体材料。
采用与实施例1同样的测试方法，本实施例所制备的复相材料的弯曲强度约为100MPa，电磁屏蔽效率达到99％，中子屏蔽效率为99.9％。
实施例6
本实施例中，树脂为聚丙烯树脂，高熵稀土氧溴材料为(Y1/6Gd1/6Sm1/6Tb1/6Tm1/ 6Pr1/6)OBr，碳化硅材料为碳化硅晶须，其平均直径约为500nm，长度为800-2000μm其组成配比为：高熵稀土氧溴材料94.9wt.％，碳化硅晶须0.1wt.％，聚丙烯树脂为5wt.％。该复合材料的制备方法如下：
(1)按上述配比将碳化硅晶须、溴化钾、溴化钇、溴化钆、溴化钐、溴化铽、溴化铥、溴化镨混合均匀。
(2)将混合物在600℃于管式炉中热处理，然后洗涤烘干得到高熵(Y1/6Gd1/6Sm1/ 6Tb1/6Tm1/6Pr1/6)OBr和碳化硅晶须的复合粉体。
(3)将聚丙烯树脂与高熵(Y1/6Gd1/6Sm1/6Tb1/6Tm1/6Pr1/6)OBr和碳化硅晶须的粉体混合均匀，其中高熵(Y1/6Gd1/6Sm1/6Tb1/6Tm1/6Pr1/6)OBr和碳化硅晶须各占复合材料总质量的质量百分含量为94.9wt.％和0.1wt％，聚丙烯树脂占复合材料总质量的质量百分含量为5wt.％。
(4)在200℃下将混合粉体熔融，再倒入不锈钢模具中成型，即可得到聚丙烯树脂高熵(Y1/6Gd1/6Sm1/6Tb1/6Tm1/6Pr1/6)OBr和碳化硅晶须复合薄膜材料。
采用与实施例1同样的测试方法，本实施例所制备的复相材料的厚度为1mm，电磁屏蔽效率达到99.9％，中子屏蔽效率为99.9％。。
对比例1
本对比例也制备一种树脂基复相材料，与实施例1大体相同，区别仅在于：
步骤(1)中，仅保留两种稀土元素Y和La，所制得的复合相不包含高熵的稀土材料。
采用同样的方法，测得本对比例所制备的复相材料的弯曲强度约为150MPa，电磁屏蔽效率为90％，中子屏蔽效率50％。
对比例2
本对比例也制备一种树脂基复相材料，与实施例1大体相同，区别仅在于：
步骤(1)中，将高熵稀土氢化物与溴化物混合后氧化烧结，然后再与和实施例1同样比例的碳化硅晶须混合搅拌，形成的是混合物粉体，而非包裹复合后形成的复合粉体。由于没有形成包覆结构，高熵稀土氧溴材料与碳化硅晶须没有很好的形成耦合增强作用，并且其对电磁波的多重界面极化与界面散射效应没有充分发挥作用，因此，采用同样的方法，测得本对比例所制备的复相材料的弯曲强度约为160MPa，电磁屏蔽效率为80％，中子屏蔽效率约为90％。
对比例3
本对比例也制备一种树脂基复相材料，与实施例1大体相同，区别仅在于：
步骤(1)中，仅仅将高熵稀土氢化物与溴化物混合后氧化烧结，而没有添加任何碳化硅材料，所形成的单纯是一种高熵稀土氧溴材料的纯粉末。
采用同样的方法，测得本对比例所制备的复相材料的弯曲强度约为150MPa，电磁屏蔽效率80％，中子屏蔽效率达到99％。
通过上述对比例可以明确，本发明中，要达到优异的电磁、中子以及强度的综合特性，需要树脂、碳化硅以及高熵稀土氧溴材料形成特定的复合结构，当不满足任一复合结构的特点时，上述综合特性便无法得到兼顾。
综上所述，基于上述实施例以及对比例，可以明确，本发明提供了一种树脂基复相材料及其制备方法与用途，由树脂、碳化硅和高熵稀土氧溴材料组成，片状高熵稀土氧溴材料包覆在碳化硅表面，碳化硅和高熵稀土氧溴材料分布在树脂基体材料中。至少具有如下优点：
(1)树脂、碳化硅与高熵稀土氧溴材料的复合，实现了复合材料的结构与功能一体化。
(2)复合材料中各组份的性能优缺点互补，提高了复合材料的力学、电学、热学、电磁屏蔽、中子屏蔽等性能，并且可通过调整复合材料的组成结构对复合材料的电磁屏蔽、中子屏蔽等性能进行调控，从而拓宽了该复合材料在高新技术领域的应用范围，特别是在核能系统、核潜艇、核动力航母等需要电磁屏蔽和中子屏蔽性能兼顾的特殊场合应用。
应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种树脂基复相材料，其特征在于，包括树脂基体以及分布于所述树脂基体中的复合粉体，所述复合粉体包括碳化硅材料以及高熵稀土氧溴材料；
并且，所述高熵稀土氧溴材料包覆所述碳化硅材料，所述高熵稀土氧溴材料的通式为REOBr，其中RE为Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的任意五种及五种以上的组合。
2.根据权利要求1所述的树脂基复相材料，其特征在于，所述碳化硅材料包括碳化硅粉体、碳化硅晶须以及碳化硅纤维中的任意一种或两种以上的组合。
3.根据权利要求2所述的树脂基复相材料，其特征在于，所述碳化硅粉体的粒径为50nm-50μm；所述碳化硅晶须的直径为20-500nm，长度为500nm-5000μm；所述碳化硅纤维的直径为100nm -50μm，长度大于500μm；
所述高熵稀土氧溴材料为片状，所述高熵稀土氧溴材料的片层宽度为10-10000nm，片层厚度为0.1-100nm。
4.根据权利要求1所述的树脂基复相材料，其特征在于，所述树脂基复相材料中，树脂基体的质量分数为5-99.8%，碳化硅材料的质量分数为0.1-30%，高熵稀土氧溴材料的质量分数为0.1-94.9%。
5.根据权利要求1所述的树脂基复相材料，其特征在于，所述的树脂基体包括聚酰亚胺树脂、聚苯乙烯树脂、聚甲基丙烯酸树脂、聚碳酸酯、聚丙烯树脂、聚丙烯酸树脂、环氧树脂以及酚醛树脂中的任意一种或两种以上的组合。
6.一种权利要求1-5中任意一项所述的树脂基复相材料的制备方法，其特征在于，包括：
提供复合粉体，所述复合粉体包括碳化硅材料以及高熵稀土氧溴材料，所述高熵稀土氧溴材料包覆所述碳化硅材料；
使所述复合粉体与树脂复合，获得树脂基复相材料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述复合粉体与树脂复合的方法包括液相共混法、熔融共混法、原位聚合法以及机械球磨混合法中的任意一种或两种以上的组合。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述液相共混法具体包括：
配制包含所述复合粉体、树脂以及有机溶剂的分散液；
使所述分散液中的树脂固化，并去除所述有机溶剂，获得所述树脂基复相材料；
所述分散液中复合粉体的质量分数为5-1000g/L，树脂的质量分数为5-1000g/L；
所述树脂的固化的温度为50-300℃；
所述树脂的固化在模具中进行。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述复合粉体至少采用如下的方法进行制备：
使所述碳化硅材料与多种含稀土元素材料均匀混合，构成反应体系，且所述反应体系中包含溴元素；
对所述反应体系进行热处理，获得所述复合粉体，所述热处理的温度为400-1200℃。
10.权利要求1-5中任意一项所述的树脂基复相材料在制备荧光材料、电磁屏蔽材料、吸波材料、中子屏蔽材料或电子元器件材料中的应用。
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