[发明专利]一种基于一维纳米线定向组装的类牙釉质复合材料及其制备方法

摘要

本发明涉及一种高硬度、高模量、高强度复合材料制备技术领域，具体涉及一种基于1一维(1D)纳米线定向组装的类牙釉质复合材料及其制备方法。该方法利用简单的双向冷冻机制，实现了一维纳米线的可控组装；随后通过复合、压实等手段实现了具有类牙釉质结构的一维纳米线基复合材料。具体方法是(1)将有机物溶于水中得到澄清的溶液；(2)将长径比合适的陶瓷纳米线分散至有机溶液中，形成均匀的悬浮液作为浆料；(3)采用梯度模具实现悬浮液的双向冰冻，将纳米线组装为宏观尺寸的平行层状排列，冷冻干燥后得到纳米线基骨架；(4)将上述骨架冷压压实后，得到具有类牙釉质复合材料。

主权项

1.基于一维纳米线定向组装的类牙釉质复合材料的制备方法，其特征在于包括下列步骤：第一步，在25‑35℃或者80～95℃下将有机物溶于水中，搅拌至完全溶解得到无色透明溶液；所述有机聚合物与水的质量比为1：50至1：30；第二步，取第一步中得到的无色透明溶液，加入1D陶瓷纳米线，在30～40℃下搅拌至形成均匀的白色悬浮液；所述纳米线在无色透明聚合物溶液中的浓度范围为0.02g/mL至0.2g/mL；第三步，将第二步中得到的白色悬浊液倒入以聚二甲基硅氧烷(PDMS)楔子为底的聚四氟乙烯模具中，然后将该模具置于铜棒的一端，铜棒的另一端浸没在液氮中，形成了双向冷冻机制，产生冷冻试样；第四步，将第三步中得到的冷冻试样放入冷冻干燥机中，在‑40℃～‑60℃的低温下真空干燥40～60h，除去试样中的水分从而得到干燥试样；第五步，将第四步中得到的干燥试样在压片机中进行室温压缩，压力在10MPa～20MPa之间，时间为1～4h。