專利名稱：膜材料及其制備方法與應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及膜材料技術，特別涉及一種膜材料及其制備方法與應用。
背景技術：
膜材料按用途可以分為光學薄膜、微電子薄膜、光電子學薄膜、集成光學薄膜、信息儲存膜、防護功能膜、過濾分離膜等?，F(xiàn)有膜材料的制備方法是利用材料表面處理技術或沉積技術在襯底(或零件)的表面形成納米以至微米級尺寸厚度的膜。表面處理技術主要有表面擴散滲入法、化學轉化法、電化學轉化法；制備薄膜的沉積技術主要包括物理氣相沉積(PVD)方法和化學氣相沉積(CVD)方法。由現(xiàn)有方法獲得的膜是附著在襯底上的，由于膜的厚度很薄，一般厚度小于100μm，到目前為止，沒有一種能有效快速、方便、完整地將膜材料從襯底或零件上剝離下來的方法，即使通過機械方法將膜層分離出來，亦存在三方面主要的缺點一是所分離出來的膜厚度較厚，不能達到微米級或納米級，這樣限制了膜材料的應用范圍；二是所分離出來的膜厚度較難均勻，厚薄不一，較難實現(xiàn)工業(yè)上的應用；三是所分離出來的膜材料一般還包含有部分的襯底材料，較難取得純度較高的膜材料。所以現(xiàn)有方法制備的膜材料在實際應用中總是附著在襯底(或零件)的表面，與襯底(或零件)結合在一起使用的，目前還未見可以直接制備出獨立存在的納米以至微米級膜材料的技術報道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的缺點，提供一種操作簡單方便、可直接制備出獨立存在的納米以至微米級厚度膜材料的方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種由上述方法制備的膜材料。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種由上述方法制備的膜材料的應用。
本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現(xiàn)本膜材料的制備方法包括下述操作步驟和工藝條件(1)將襯底材料表面通過表面處理的方法或氣相沉積方法生成表面膜層，生成的膜材料的熔化溫度高于襯底材料的熔化溫度，表面膜層及襯底材料在常溫下都為固態(tài)；(2)將帶有表面膜層的襯底材料加熱，加熱溫度高于襯底材料的熔化溫度而低于表面膜層材料的熔化溫度，使襯底材料熔化成液態(tài)，而膜層材料保持為固態(tài)；(3)使熔化成液態(tài)的襯底材料流走，將表面膜層單獨保留下來，從而獲得本發(fā)明的膜材料。
為了更好地實現(xiàn)本發(fā)明，可以通過控制定向加熱的方式使被加熱材料定向熔化，以便更方便地獲取所述膜材料。
由本發(fā)明方法制備的膜材料可為微米以至納米級厚度，可以直接應用于工業(yè)生產(chǎn)領域中，也可以機械粉碎成粉末使用；如膜材料為納米級厚度，那么所得到的粉末為納米級粉末。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點和效果1、可以有效、快速、方便、完整地制得獨立存在的微米以至納米級厚度的膜材料，實現(xiàn)現(xiàn)有膜制備方法所不能實現(xiàn)的發(fā)明目的。
2、通過本發(fā)明方法制備的膜材料厚薄均勻、純度較高，在工業(yè)上有廣泛的應用。
3、利用本發(fā)明方法獲得的單純膜材料來制備粉末材料工藝非常簡單，是一種效果較好的小顆粒粉末(如納米粉末)制備方法，所制備的粉末材料在工業(yè)上應用范圍非常廣。
4、本發(fā)明工藝步驟簡單，操作方便，實施容易，經(jīng)濟成本低，生產(chǎn)效率高，適合于工業(yè)上大批量生產(chǎn)應用，市場前景非常廣闊。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
實施例1本發(fā)明膜材料的制備方法包括下述操作步驟和工藝條件用厚度為0.5mm的純鋁板材，經(jīng)陽極氧化工藝在其表面生成約30μm厚度的三氧化二鋁膜層，將氧化后的鋁板材清洗干凈，將附著有三氧化二鋁膜層的鋁板材裁剪成寬2cm、長10cm的板條，用夾具夾住板條一端將板條另一端伸入感應加熱線圈中，使板條從一端開始加熱，加熱溫度維持在700℃～800℃，鋁的熔點只有660℃，受加熱一端的鋁首先開始熔化成液體并從板條上流掉，由于三氧化二鋁的熔點高于2000℃，三氧化二鋁膜層不會熔化，三氧化二鋁膜連結在板條的剩余部分上，使板條長度方向與重力方向平行，以便熔化的鋁液容易自然流掉，逐漸將板條剩余部分移入感應加熱線圈中，實現(xiàn)對板條上的鋁定向熔化，當夾頭部分接近線圈時，將材料從加熱線圈中取出，獲得連接在剩余鋁板條上的三氧化二鋁膜材料。
實施例2本實施例除下述步驟外其它操作過程同實施例1純鋁板材陽極氧化后在其表面生成的三氧化二鋁膜層的厚度為50nm；最后將獲得的三氧化二鋁膜用機械粉碎機粉碎成納米粉末。
實施例3將厚度為0.5mm的鈦板材置于充有氮氣的加熱爐中加熱至600℃，并進行保溫，使鈦板表面生成氮化鈦膜；將附著有氮化鈦膜層的鈦板材裁剪成寬2cm、長10cm的板條，用夾具夾住板條一端將板條另一端伸入感應加熱線圈中，使板條從一端開始加熱，加熱溫度維持在1700℃～1800℃，鈦的熔點只有1668℃，受加熱一端的鈦首先開始熔化成液體并從板條上流掉，由于氮化鈦的熔點為2950℃，氮化鈦膜層不會熔化，氮化鈦膜連結在板條的剩余部分上，使板條長度方向與重力方向平行，以便熔化的鈦液容易自然流掉，逐漸將板條剩余部分移入感應加熱線圈中，實現(xiàn)對板條上的鈦定向熔化，當夾頭部分接近線圈時，將材料從加熱線圈中取出，獲得連接在剩余鈦板條上的氮化鈦膜材料。
實施例4把塊體硫置于玻璃燒杯中，放在加熱爐中加熱至130℃，并進行保溫，使硫熔化成液體，然后將將1mm厚的鋅板浸泡在硫液中，并將加熱爐抽真空，繼續(xù)保溫，使鋅板與硫反應在鋅板表面生成硫化鋅膜。將附著有硫化鋅膜層的鋅板材裁剪成寬2cm、長10cm的板條，用夾具夾住板條一端將板條另一端伸入感應加熱線圈中，使板條從一端開始加熱，加熱溫度維持在450℃～460℃，鋅的熔點只有419℃，受加熱一端的鋅首先開始熔化成液體并從板條上流掉，由于硫化鋅的熔點高于加熱的溫度，硫化鋅膜層不會熔化，硫化鋅膜連結在板條的剩余部分上，使板條長度方向與重力方向平行，以便熔化的鋅液容易自然流掉，逐漸將板條剩余部分移入感應加熱線圈中，實現(xiàn)對板條上的鋅定向熔化，當夾頭部分接近線圈時，將材料從加熱線圈中取出，獲得連接在剩余鋅板條上的硫化鋅膜材料。
權利要求
1.一種膜材料的制備方法，其特征在于包括下述操作步驟和工藝條件(1)在襯底材料表面生成表面膜層，生成的膜材料的熔化溫度高于襯底材料的熔化溫度，表面膜層及襯底材料在常溫下都為固態(tài)；(2)將帶有表面膜層的襯底材料加熱，加熱溫度高于襯底材料的熔化溫度而低于表面膜層材料的熔化溫度，使襯底材料熔化成液態(tài)，而膜層材料保持為固態(tài)；(3)使熔化成液態(tài)的襯底材料流走，將表面膜層單獨保留下來，從而獲得本發(fā)明的膜材料。
2.根據(jù)權利要求1所述的膜材料的制備方法，其特征在于步驟(1)中所述在襯底材料表面生成表面膜層的方法是通過表面處理方法或氣相沉積方法生成表面膜層。
3.根據(jù)權利要求1所述的膜材料的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述加熱為定向加熱操作方式。
4.根據(jù)權利要求1或3所述的膜材料的制備方法，其特征在于所述加熱為感應加熱方式。
5.一種由權利要求1所述方法制備的微米級厚度、獨立存在的膜材料。
6.一種由權利要求1所述方法制備的納米級厚度、獨立存在的膜材料。
7.一種由權利要求1所述方法制備的膜材料的應用，其特征在于將膜材料粉碎成粉末使用。
8.根據(jù)權利要求7所述膜材料的應用，其特征在于所述粉碎為機械粉碎操作方式。
9.根據(jù)權利要求7所述膜材料的應用，其特征在于所述膜材料的厚度為微米級或納米級。
全文摘要
本發(fā)明提供一種膜材料的制備方法，包括下述步驟在襯底材料表面生成表面膜層，生成的膜材料的熔化溫度高于襯底材料的熔化溫度，表面膜層及襯底材料在常溫下都為固態(tài)；將帶有表面膜層的襯底材料加熱，加熱溫度高于襯底材料的熔化溫度而低于表面膜層材料的熔化溫度，使襯底材料熔化成液態(tài)，而膜層材料保持為固態(tài)；使熔化成液態(tài)的襯底材料流走，將表面膜層單獨保留下來，從而獲得本發(fā)明的膜材料；本膜材料可以直接應用于工業(yè)領域中，也可以粉碎成粉末使用。本發(fā)明可以有效、快速、方便、完整地制得獨立存在的微米以至納米級厚度的膜材料，具有工藝簡單，操作方便，經(jīng)濟成本低，生產(chǎn)效率高的優(yōu)點，適合于工業(yè)上大批量生產(chǎn)應用，市場前景非常廣闊。
文檔編號B01D67/00GK1522791SQ0314040
公開日2004年8月25日 申請日期2003年9月5日 優(yōu)先權日2003年9月5日
發(fā)明者周照耀 申請人:周照耀