[发明专利]一种采用超声碾压的纳米片复合材料的加工工艺

说明书

本发明公开一种采用超声碾压的纳米片复合材料的加工工艺，涉及微纳制造领域，能够在常温常压下进行。本发明包括，首先利用微尺度的柔性超声工具1碾压微纳尺度材料A，使所述微纳尺度材料A成为片状结构，然后将纳尺度材料B加入到所述片状微纳尺度材料A上，利用柔性超声工具1再次进行碾压，获得由所述片状微纳尺度材料A构成的基底材料和所述纳尺度材料B构成的表面修饰材料共同构成的纳米片复合材料。上述加工过程在常温常压下进行，无需借助任何化学反应，对修饰材料B的延展性无要求。上述工艺中的碾压过程还可以直接在具有IDT电极的基板上进行，在加工纳米片复合材料的同时，改善了纳米片复合材料与基板电极之间的结合。

技术领域

本发明属于微纳制造领域,尤其涉及一种采用超声碾压的纳米片复合材料的加工工艺。

背景技术

在基础研究与应用前景的驱动下，人们发展了一系列制备银纳米片的方法，如光诱导化学还原法、快速还原沉淀法、软模板法和声化学方法、热沉积法等。这些方法一般通过化学反应或热处理的方式完成纳米片的制备，而且制备的纳米片的形状一般为三角形。现有的纳米复合材料的制备方法分为物理法和化学法两种，以化学方法为多。共混法属于物理法，就是直接将纳米粉体添加到聚合物基体中，是一种常用的比较简单和易于实行的方法，在纳米微粒与聚合物材料直接混合中，混合的形式可以是机械共混、溶液共混、乳液共混，或者熔融共混。但这种方法存在一定的缺陷，纳米微粒易于团聚，共混时在聚合物中实现均匀分散比较困难。在化学法中是以化学原理为依据，从纳米复合材料化学组成、结构、性质、化学反应、复合原理及其变化规律进行设计、合成和制备纳米复合材料，通常将不同的粉体原材料混合，并利用高温、高压和真空等条件制备纳米片复合材料，工艺产量高并适合规模化生产，但高温高压条件有时会对一些敏感纳米材料的特性产生负面影响，因此现有的纳米片复合材料的加工技术存在一定的局限性。

发明内容

本发明提供了一种采用超声碾压的纳米片复合材料的加工工艺，该方法为物理加工方法，能够在常温常压条件下实现纳米片复合材料的加工，避免高温高压条件对一些敏感纳米材料的性能产生负面影响，且对纳尺度材料B没有延展性要求，而且工艺中的碾压过程能够直接在具有IDT电极的基板上进行，在加工纳米片复合材料的同时，改善了纳米片复合材料与基板电极之间的结合。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种采用超声碾压的纳米片复合材料的加工工艺，包括以下操作步骤：首先利用微尺度的柔性超声工具1碾压微纳尺度材料A，使所述微纳尺度材料A成为片状结构，然后将纳尺度材料B加入到所述片状微纳尺度材料A上，利用柔性超声工具1再次进行碾压，获得由所述片状微纳尺度材料A构成的基底材料和所述纳尺度材料B构成的表面修饰材料共同构成的纳米片复合材料。

以上操作步骤中，所述的柔性超声工具1为环状，所述的微纳尺度材料A为具有良好延展性的颗粒、线或片状结构，特征尺寸在纳米级或者微米级，所述的纳尺度材料B无延展性要求，碾压过程中，微尺度柔性超声工具1做与基板垂直的振动，进而对微纳尺度材料A施加超声频率的动压力。

作为一种优选方案，柔性超声工具1采用环状玻璃纤维。

本发明的有益效果是利用本发明提供的物理加工方法，能够在常温常压条件下实现纳米片复合材料的加工，不需要采用化学加工法，避免了高温高压条件对一些敏感纳米材料的性能产生负面影响，所以本发明的加工工艺可以加工一些敏感的纳米材料，从而扩大了该加工工艺的适用范围，而且工艺中的碾压过程能够直接在具有IDT电极的基板上进行，在加工纳米片复合材料的同时，改善纳米片复合材料与基板电极之间的结合。

附图说明

为了更清楚地说明本发明中的技术方案，下面将对本发明中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明中的微尺度柔性超声工具的结构示意图。

其中，1为柔性超声工具，2为振动传输杆，3为超声换能器。