[发明专利]一种用表面负曲率提升物质本征熔点的方法

说明书

本发明公开了一种用表面负曲率提升物质本征熔点的方法，先用脱合金、刻蚀、部分成分蒸发、化学气相反应、电化学方法以及水热法在金属、金属氧化物、聚合物、高分子材料外表面或内表面上制备出主曲率之一为负、该曲率绝对值小于1微米的区域，且负曲率表面积占总表面积的比例不低于80％。然后将获得的具备表面负曲率的材料加热至该物质的常规熔点，未熔化部分是终产物。本发明所得产物的本征熔点高于其所属物质的常规熔点，而且方法简单、可重复性强、普适性高，为拓展物质的高温应用提供了新的思路和策略。

技术领域

本发明是关于提升物质熔化熔点方法的，特别涉及一种采用表面负曲率提升物质本征熔点的方法。

背景技术

熔化是指物质由固态到液态的相转变，是自然界中的一种常见现象，也是物质在人类社会中被使用时必须考虑的现象、也被广泛应用于人类社会的生产生活。迄今为止，除了通过向物质里添加掺杂元素或者改变物质所在的外部环境——例如包埋或镶嵌到高熔点基体中、施加压强、瞬间冲击、激光照射等方法来提升物质熔化温度外，只有少数氧化物由于其熔化物的粘度极高或者其含氧化学键极强而能获得自身的本征熔点上升，其它物质自身的本征熔点上升现象均未被发现。并且，人类社会已公认随着尺寸的降低、物质自身的本征熔点会降低。

长期以来，人类社会需要在高温环境里使用固态物质，例如在航空航天发动机里需要使用高温合金、隔热的陶瓷材料等，在化学工业中需要使用能耐高温的催化剂等，诸如此类。因此，人类一直在苦苦寻求能耐高温的固态物质。如果人类能够提升已有物质自身的本征熔点，那就会大幅度提升人类社会的工业发展。基于此，发展一种用表面负曲率提升物质本征熔点的方法，是本专利申请的核心思想。

发明内容

本发明的目的，是解决人类一直在苦苦寻求耐高温的固态物质材料，提供一种不需掺杂外来元素、不需改变外部环境，采用表面负曲率来提升物质本征熔点的方法。

本发明通过如下技术方案予以实现：

本发明采用脱合金、刻蚀、部分成分蒸发或者化学气相反应的方法在固体外表面或内表面上制备出主曲率之一为负、该曲率绝对值小于1微米的区域，该负曲率的表面积所占总表面积的比例不低于80％。该物质可以是金属、金属氧化物、聚合物或者高分子。该过程可以是脱合金、刻蚀、部分成分蒸发、化学气相反应。然后将获得的具备表面负曲率的该块物质加热至该物质的常规熔点，剩下部分是最终产物。该产物的本征熔点高于其所属物质的常规熔点。

熔点通常是指，在一个大气压下，块体物质的形态由固态转变为液态的温度。比如金的熔点，通常是指1064℃，我们把这种熔点称之为常规熔点。具有表面负曲率形态材料的熔点超过了块体的熔点，并且这是第一次实现了真正意义上的提升熔点现象。为了避免和常规熔点混淆，我们称之为本征熔点。

一种用表面负曲率提升物质本征熔点的方法，具有如下步骤：

(1)取一块具有熔点的固体材料，采用脱合金、刻蚀、部分成分蒸发、化学气相反应、电化学方法以及水热法在其外表面或内表面上制备出主曲率之一为负、该曲率绝对值小于1微米的区域，且负曲率的表面积占该固体材料的总表面积的比例不低于80％；

(2)将步骤(1)中得到的固体材料加热至该固体材料的常规熔点，未熔化部分是终产物。该终产物的本征熔点(其外表面或内表面具有负曲率时的熔点)高于其所属物质的常规熔点。

所述步骤(1)的具有熔点的固体材料为金属、金属氧化物、聚合物或者高分子材料。

本发明的制备工艺简单、可重复性强、普适性高，所处理后物质的本征熔点会高于其原有的常规熔点，拓展了物质在高温环境中的应用。

附图说明

图1是实施例1用扫描透射电镜(STEM)三维重构出的纳米多孔金结构；