[发明专利]一种微纳米级工程立体结构材料及其制作方法

说明书

本发明公开了一种微纳米级工程立体结构材料及其制作方法，其中，所述微纳米级工程立体结构材料的宏观结构是板材或棒材；所述微纳米级工程立体结构材料的微观结构是膜片，所述膜片由毫微米级厚度的基片和微纳米级厚度、微米级长宽的微纳米级的薄膜组成，在所述基片表面采用真空镀膜、溶胶凝胶、外延生长或原子层沉积等表面工程技术形成一层所述的微纳米级的薄膜，形成所述的膜片。本发明方法制作的微纳米级工程立体结构材料具有较轻的重量，较强的强度。

技术领域

本发明涉及微纳米级工程材料与器件技术领域，特别涉及一种阵列排布的微纳米级工程立体结构材料及其制作方法。

背景技术

一方面，随着现代材料技术与结构分析、操纵技术的发展，只有采用气相沉积结合原子级显微镜技术等能够实现的在材料表面进行微纳米堆积、操作，但无法建立三维空间的、尤其是内部存在复杂多孔体系的微纳米级立体结构。

另一方面，微纳米光学、结合光敏树脂和3D打印，能够实现光敏树脂基的微纳米超轻结构，即在光敏树脂基的微纳米超轻结构材料基础上，利用原子层气相沉积等技术，在所述超轻结构材料的内外表面，沉积微纳米厚度的金属或陶瓷薄膜，然后去除作为基板的光敏树脂基材料，获得超轻超强工程结构材料，是当前诸多科研单位竞相开展的热门研究课题；但是，所述方法存在制备速率慢、制备器件小、工艺控制难等不足，难以实现工业应用等难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种微纳米级工程立体结构材料及其制作方法，解决现有技术中的微纳米级工程立体结构材料不易获得的技术难题；提供一种方法简单、可大规模量产、尺度可以与传统工程立体结构材料相匹配、微观结构有序、材料和微孔组成与结构可精确控制的微纳米级工程立体结构材料及其制作方法。

为解决上述问题，本发明提供了一种微纳米级工程立体结构材料，其中，所述微纳米级工程立体结构材料的宏观结构是板材或棒材；所述微纳米级工程立体结构材料的微观结构是膜片，所述膜片由毫微米级厚度的基片和微纳米级厚度、微米级长宽的微纳米级的薄膜组成，在所述基片表面采用真空镀膜、溶胶凝胶、外延生长或原子层沉积等表面工程技术形成一层所述的微纳米级的薄膜，形成所述的膜片；多个所述膜片叠加、压实形成一次膜体；沿着垂直于所述一次膜体的薄膜层的方向对所述一次膜体进行切割，形成二次膜片；将多个所述二次膜片，以一定的角度错位叠加、压实，形成二次膜体；将形成的所述二次膜体，利用化学腐蚀或燃烧气化的方式，去除所述二次膜体中的所述基片，形成所述的微纳米级工程立体结构材料的宏观结构。

优选地，所述宏观结构具有可二次加工性能。

优选地，所述微纳米级的薄膜的厚度在1至1000纳米之间，长宽在1至1000微米之间。

根据本发明的另一方面，提供了一种制作所述的微纳米级工程立体结构材料的方法，其中，所述方法包括以下步骤：

第一、选择毫微米级厚度的薄膜作为基片；

第二、采用真空镀膜、溶胶凝胶、外延生长或原子层沉积等表面工程技术，在所述基片表面形成一层微纳米级厚度的薄膜，形成一次膜片；

第三、多个所述一次膜片叠加在一起，压实形成一次膜体；

第四、沿着垂直于所述一次膜体的薄膜层的方向对所述一次膜体进行切割，形成二次膜片；

第五、将多个所述二次膜片，以一定的角度错位叠加、压实，形成二次膜体；

第六、将形成的所述二次膜体，利用化学腐蚀或燃烧气化的方式，去除所述二次膜体中的所述基片，形成所述的微纳米级工程立体结构材料。

优选地，所述一定的角度是指在所述二次膜片中，存在平行的膜层线，两个所述二次膜片叠加时，二者的膜层线存在一定的角度，即二者不再是平行线。

优选地，所述第五步骤可以是将所述二次膜片，以与膜层线一定的角度卷绕起来形成丝材，利用编织、纺织等技术形成二次膜体材。