[发明专利]一种离子聚合物金属复合材料基膜3D制备方法

权利要求书

1.一种离子聚合物金属复合材料基膜3D制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：在计算机辅助设计软件中创建待打印基膜结构的实体模型，并对实体模型进行分层切片；

步骤2：量取Nafion溶液，并根据设定的Nafion与BaTiO₃质量比，计算所需BaTiO₃的质量；

步骤3：将量取的Nafion溶液放入烘箱，浓缩至质量分数为15％；向浓缩好的Nafion溶液中滴入体积分数15％的二甲基亚砜，再向混合后的Nafion溶液加入按步骤2计算结果称量好的BaTiO₃纳米级粉末；最后对混合溶液进行搅拌使溶液充分混合均匀，并消除溶液中的气泡；

步骤4：将步骤3得到的溶液倒入成型模具中，放入真空烘箱进行浓缩蒸发，且在真空烘箱中保持成型模具水平；浓缩蒸发后冷却至室温取出，然后进行研磨得到纳米级颗粒；

步骤5：将步骤4得到的纳米级颗粒置入料斗，用挤出机为3D打印机创建Nafion前体细丝，并根据步骤1中分层切片设计采用3D打印机进行设计实体的打印，得到基膜。

2.根据权利要求1所述一种离子聚合物金属复合材料基膜3D制备方法，其特征在于：步骤2中Nafion与BaTiO₃质量比为100:3。

3.根据权利要求2所述一种离子聚合物金属复合材料基膜3D制备方法，其特征在于：步骤5中用挤出机为3D打印机创建Nafion前体细丝的参数设置为：温度设置为280℃至300℃，，挤出速度为25-125mm/s，Nafion前体细丝的标称长丝直径为1.75mm。

4.根据权利要求3所述一种离子聚合物金属复合材料基膜3D制备方法，其特征在于：3D打印机进行设计实体的打印过程的参数设置为：床温为180℃，喷嘴温度为280℃，挤出和行进速率为30mm/s。

5.根据权利要求4所述一种离子聚合物金属复合材料基膜3D制备方法，其特征在于：步骤3中将量取的Nafion溶液放入烘箱，在50℃温度下浓缩至质量分数为15％。

6.根据权利要求4所述一种离子聚合物金属复合材料基膜3D制备方法，其特征在于：步骤3中对混合溶液用玻璃棒均匀搅拌5至10分钟，清除气泡，再用电磁搅拌器搅拌1至2小时，使溶液充分混合均匀，最后放入超声波清洗机中直到溶液中的气泡消失。

7.根据权利要求4所述一种离子聚合物金属复合材料基膜3D制备方法，其特征在于：步骤4在真空烘箱进行浓缩蒸发的过程为：将烘箱抽真空，然后设置第一阶段烘箱参数为SV＝110，St＝00.15，第二阶段烘箱参数为SV＝120，St＝02.00，第三阶段烘箱参数为SV＝150，St＝10.00，之后冷却至室温取出。