[发明专利]一种跨尺度仿哈弗管结构的多孔陶瓷材料及其制备方法、金属模具在审
申请号: | 202310525624.4 | 申请日: | 2023-05-10 |
公开(公告)号: | CN116553907A | 公开(公告)日: | 2023-08-08 |
发明(设计)人: | 俞书宏;孟玉峰;茅瓅波 | 申请(专利权)人: | 中国科学技术大学 |
主分类号: | C04B30/00 | 分类号: | C04B30/00;C04B38/04;A61F2/28;A61L27/10;A61L27/12;B28B7/18;C04B111/40 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 尺度 仿哈弗管 结构 多孔 陶瓷材料 及其 制备 方法 金属 模具 | ||
1.一种跨尺度仿哈弗管结构的多孔陶瓷材料,其特征在于,包括若干个仿哈弗管结构单元;所述仿哈弗管结构单元由有机物载体和负载在有机物载体上的陶瓷组成;
所述有机物载体具有多级孔结构;
所述多级孔包括通孔和微孔;
所述通孔和微孔的方向不同;
所述通孔的孔径大于微孔;
所述有机物载体和陶瓷的质量比为1:(0.1-2)。
2.根据权利要求1所述的跨尺度仿哈弗管结构的多孔陶瓷材料,其特征在于,所述微孔分布在通孔周围;所述通孔与微孔相互连通。
3.根据权利要求2所述的跨尺度仿哈弗管结构的多孔陶瓷材料,其特征在于,所述微孔的靠近通孔一侧的孔径小,微孔的远离通孔一侧的孔径大。
4.根据权利要求1所述的跨尺度仿哈弗管结构的多孔陶瓷材料,其特征在于,所述通孔的孔径≥400μm,长度100μm;
所述微孔的平均孔径≤100μm,长度10μm。
5.根据权利要求1所述的跨尺度仿哈弗管结构的多孔陶瓷材料,其特征在于,所述仿哈弗管结构单元的个数为1~50个。
6.根据权利要求1所述的跨尺度仿哈弗管结构的多孔陶瓷材料,其特征在于,所述有机物载体包括蚕丝蛋白框架、海藻酸钠框架、聚乙烯醇框架、胶原框架、几丁质框架、明胶框架、聚苯乙烯磺酸钠框架中的一种或多种;
所述陶瓷为碳酸钙、碳酸钡、羟基磷灰石、二氧化硅、氧化铁、氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化硅、碳化硅、氮化硼中的一种或多种;
所述陶瓷的粒径为10-200nm。
7.一种金属模具,其特征在于,包括承载冷却剂的容纳腔和设置在容纳腔的外底部的成型柱组;
所述成型柱组包括若干个成型柱。
8.根据权利要求7所述的金属模具,其特征在于,成型柱呈现阵列分布;
相邻成型柱之间的间隙10μm;
所述成型柱的长度100μm,直径400μm。
9.一种跨尺度仿哈弗管结构的多孔陶瓷材料的制备方法,其特征在于,包括:
a、将有机物溶液与权利要求7或8所述的金属模具接触,冷冻金属模具,移除金属模具,获得有机物载体;
b、将步骤a得到的有机物载体与陶瓷前驱体母液混合,获得跨尺度仿哈弗管结构的多孔陶瓷材料;
所述有机物溶液包括蚕丝蛋白溶液、海藻酸钠溶液、聚乙烯醇溶液、胶原溶液、几丁质溶液、明胶溶液、聚苯乙烯磺酸钠溶液中的一种或多种。
10.根据权利要求9所述的跨尺度仿哈弗管结构的多孔陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述有机物载体与陶瓷前驱体母液混合的温度为40-50℃,时间大于12天;
所述陶瓷前驱体为碳酸钙前驱体、碳酸钡前驱体、羟基磷灰石前驱体、二氧化硅前驱体、氧化铁前驱体、氧化铝前驱体、氧化钛前驱体、氧化锆前驱体、氧化硅前驱体、碳化硅前驱体、氮化硼前驱体、钛酸四丁酯、硅酸四乙酯中的一种或多种;
所述陶瓷前驱体的粒径为5-25nm;
所述有机物溶液的浓度为1-4w/v%。
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