[发明专利]一种采用模板法构筑空心管微点阵金属氧化物材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种采用模板法构筑空心管微点阵金属氧化物材料及其制备方法，所述方法包括有采用快速成型技术制备所设计结构的三维微点阵聚合物模板的步骤；在微点阵聚合物模板表面沉积金属氧化物制预成型体的步骤；去模板得到空心管微点阵金属氧化物材料的步骤。本发明将模板法和薄膜沉积方法进行了有机结合，制得的轻质多孔空心管微点阵金属氧化物材料，具有低密度特性及高强度、高模量、高硬度、耐高温、抗腐蚀、耐辐射、热膨胀系数小等性能，是一种多功能轻质多孔微点阵材料。本发明应用于航空、航天、电子信息等领域。

主权项

一种采用熔融沉积快速成型工艺模板法构筑空心管微点阵TiO2/WO3复合金属氧化物材料的方法，其特征在于具体包括有三个步骤：步骤一：采用熔融沉积快速成型工艺制备金刚石微点阵结构的模板；熔融沉积快速成型工艺的工艺参数为：分层厚度：0.1mm，喷嘴温度180℃；熔融沉积快速成型工艺的模板材料为：复合光敏树脂DXZ‑100型；金刚石微点阵结构模板中点阵尺寸为：每根柱的直径为0.3mm，结点与结点之间的间距为1mm；步骤二：在三维微点阵模板表面沉积制金属氧化物薄膜，得到预成型结构体；在步骤一所制备的金刚石点阵结构模板上采用溶胶‑凝胶浸渍涂层法沉积二氧化硅金属氧化物薄膜，得到预成型结构体；其具体操作步骤包括(a)模板表面清洗：丙酮中超声清洗15min，去离子水中超声浸洗20min，乙醇中超声清洗15min，自然干燥；(b)沉积TiO2/WO3薄膜：将纯度为99.99％的钛靶、钨靶和清洗好的模型放入溅射室，氧气作反应气体，溅射得到TiO2/WO3薄膜；溅射工艺参数为：本底真空度3×10‑3Pa，充入纯度99.999％的氩气与氧气，比例为3:2，真空度达到8×10‑1Pa，溅射电流为0.5A，电压为200V，溅射功率140W，溅射时间为45min；步骤三：采用去除模板工艺除去步骤二制得的预成型结构体中的三维微点阵聚合物模板，得到轻质多孔空心管微点阵金属氧化物材料；将步骤二得到的预成型结构体放入马弗炉中，在体积百分数为99.99％的氩气为保护气氛，以7℃/min的升温速率加热到450℃，保温120min，待马弗炉自然降温后，取出得到空心管微点阵TiO2/WO3材料。