[发明专利]制备微纳米级金属玻璃管的装置及其方法

说明书

本发明公开了一种制备微纳米尺度金属玻璃管的装置和方法，首先选取有足够玻璃形成能力和热塑性成型能力的金属玻璃棒材，接着通过打孔装置对金属玻璃棒钻孔，块体金属玻璃管的实心区域用电沉积法覆盖镀层，最后通过计算机软件的加热程序将块体金属玻璃棒管在真空腔体中加热至其过冷液相区，在牵引力的作用下发生超塑性变形，从而得到微纳米尺度金属玻璃管。本发明制备方法简单易操作，经济高效，所制备的微纳米尺度金属玻璃管表面质量高，连续均匀，且具有高强度，高韧性和良好的导电性。

技术领域

本发明涉及一种金属玻璃的制备装置和方法，特别是涉及一种制备金属玻璃管的装置及其方法，应用于金属玻璃材料制备技术领域。

背景技术

目前，制备微纳米管的原材料包括氧化物玻璃、陶瓷、金属、高分子、碳材料等等。其中，氧化物玻璃有较强的超塑性成形能力，可制备出长径比较大的微纳米管，用作选择性电极，如电化学扫描显微镜探头和膜片钳，进行微区和活体检测(文献1，C.Miranda,S.Sampath Kumar,J.Muthuswamy,B.S.Smith,Photoacoustic micropipette.AppliedPhysics Letters 113(26)(2018))。陶瓷管具有硬度大、耐高温、耐酸碱腐蚀等优点，在航空航天、微化工及生物医疗等领域有广泛的应用，如可作为高温气相催化剂载体和细菌过滤器(孔隙率较大)。金属微纳米管可由模板法和自卷曲法制备(文献2，Xu B,Zhang B,WangL,et al.Tubular micro/nanomachines:From the basics to recentadvances.Advanced Functional Materials,28(25)(2018))，其内外表面可进行生物或化学改性，如作为微纳米马达，利用化学催化、磁场和超声波等外在能量驱动，用于运输和传递微尺度物质。自1990年Martin(文献3，Martin,Charles R,Van Dyke,et al.Templatesynthesis of organic microtubules.Journal of the American Chemical Society,112(24):8976-8977.(1990))首次提出了模板法的概念并制备出聚合物聚吡咯微米管之后，高分子微纳米管凭借其优异的电学、磁学、光学等性能得到广泛关注，在分离、电子器件、药物可控缓释等方面具有较高的应用价值。碳材料微纳米管是近几十年研究最热的一种材料，如碳纳米管，具有高机械强度、强吸附性、优良的导电性等性能，被用于储氢、单电子晶体管、高能电容器等多个领域。可以明显看出，微纳米结构的性能和应用价值主要取决于材料的自身特点，因此，选用一种高性能材料制备微纳米管具有重要的价值。