CN104589762B - 一种多种材料复杂分布薄膜材料的制备方法 - Google Patents

一种多种材料复杂分布薄膜材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种新材料，具体地说是一种多种材料复杂分布薄膜材料的制备方法，其步骤如下：步骤一：制备一个多种材料组w（1）、w（2）、……、w（n）的目标分布图及与其对应的一组正数h（1）、h（2）、h（3）、……、h（n），其中，n为正整数；再制备一个尺寸上包含目标分布图的刚性平板，并指定刚性平板的一面为基准面，步骤二：在刚性平板的基准面上制备有凹凸面的模具，步骤三：制备叠层体，步骤四：加工叠层体，得到含有基准面的薄膜材料，本发明给出的多种材料复杂分布薄膜材料的制备方法，不仅具有工艺简单、成本低、精度高、速度快等优点，而且可以获得任意的多种材料复杂分布薄膜材料。

Description

一种多种材料复杂分布薄膜材料的制备方法
技术领域
本发明涉及新材料领域，具体地说是一个多种材料复杂分布薄膜材料的制备方法。
背景技术
众所周知，在新材料领域，最大的难题是多种材料的分布问题，最近，专利（申请号“CN20131010568235”）公开了一种多种材料复杂分布薄膜材料的制备方法，它是通过在有凹凸面的基材上制备多种材料的叠层体的方法，在叠成体的平面截面上获得复杂分布的，这是多种材料的复杂分布制备方面的一大突破，是一种非常有前途的方法。但是，该专利仅仅给出了利用这种方法得到复杂分布的思路，并没有给出精确获得具有已知设计分布的具体制备方法。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一个工艺简单、精度高、能直接形成产品的制备具有已知多种材料复杂分布的薄膜材料的具体方法。
本发明可以通过如下措施达到。
一种多种材料复杂分布薄膜材料的制备方法，其特征在于步骤如下：
步骤一：制备一个多种材料组w（1）、w（2）、……、w（n）的目标分布图及与其对应的一组正数h（1）、h（2）、h（3）、……、h（n）；再制备一个尺寸上包含目标分布图的刚性平板，并指定刚性平板的一面为基准面，
步骤二：在刚性平板的基准面上制备模具，把目标分布图放在刚性平板的基准面上，对刚性平板的基准面进行减材加工，得到有凹凸面的刚性平板型模具，对于刚性平板基准面上的每一点，若目标分布图上的对应点的分布为w（i），该点的减材加工深度H 满足h(1)+h(2)+、6、h（i-1）＜ H ≤ h(1)+h(2)+、……、h（i-1）+h(i)，
步骤三：制备叠层体，在上述有凹凸面的刚性平板型模具的凹凸面按w（1）、w（2）、……、w（n）的顺序，沿基准面法线方向按h（1）、h（2）、h（3）、……、h（n）的厚度制备叠层体，
步骤四：加工叠层体，指定刚性平板的基准面为叠层体的基准面，并对叠层体进行减材加工，得到含有基准面的薄膜材料，就是具有同目标分布图相同分布的多种材料复杂分布薄膜材料，得到的多种材料复杂分布薄膜材料经所需要的后处理得到多种材料复杂分布薄膜材料产品或成品，其中，步骤一、步骤二、步骤三中的n和i分别表示为正整数。
本发明可以在材料w（1）、w（2）、……、w（n）里含有热熔胶，先把材料w（1）、w（2）、……、w（n）加热熔融、叠层后再冷却定型，其中，n为正整数；也可以把材料w（1）、w（2）、……、w（n）叠层后再加热熔融，然后再冷却定型，其中，n为正整数。
本发明可以在平板型刚性模具的凹凸面上逐一制作单种材料层形成叠层体；也可以分别制作单种材料层，再叠加得到叠层体，另外。上述的叠层体至少由两种单种材料层叠加而成，所述的多种材料可以是多种色料，这时，多种材料的分布实际上是基于这些色料的一个图像，因此，本发明同时给出了一种新的成像方法。
本发明给出的多种材料复杂分布薄膜材料的制备方法，不仅具有工艺简单、成本低、精度高、速度快等优点，而且可以获得任意的多种材料复杂分布薄膜材料。
附图说明
附图是本发明的一种实施例的示意图，。
图1 是本发明中目标分布图的一种示意图。
图2 是本发明中刚性平板的一种示意图。
图3 是本发明中刚性平板基准面的一种示意图。
图4 是本发明中有凹凸面的刚性平板模具的凹凸面的示意图。
图5 是本发明中刚性平板模具的凹凸面上的叠层体示意图。
图6 是本发明中对叠层体减材加工的示意图。
图7 是本发明得到的多种材料复杂分布的薄膜材料的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1：
如附图所示：一种多种材料复杂分布薄膜材料的制备方法，其制作步骤如下：
步骤一：制备一个多种材料组w（1）、w（2）、……、w（n）的目标分布图1 及与其对应的一组正数h（1）、h（2）、h（3）、……、h（n）；再采用刚性材料制备一个尺寸上包含目标分布图的刚性平板2，并指定刚性平板的板材的一面为其基准面3，
其中的多种材料组是指一组单种材料，而单种材料可以是单质材料（如单质金属），也可以是混合材料（如粘土），多种材料可以是固体（包括粉体）的，也可以是液体或者气体的，数组h（1）、h（2）、h（3）、……、h（n）取正值是因为它用来作为单中材料层的厚度；多种材料组w（1）、w（2）、……、w（n）目标分布图是指它可分为n 个区域，且n 个区域内的材料正好是w（1）、w（2）、……、w（n）。由于w（1）、w（2）、……、w（n）的每一种可以是多质材料，我们假定，多质材料构成的单种材料是均匀混合的。另外，两个目标分布图相同是指，不仅有相同的区域（包括相对位置、形状、大小），而且对应的区域内有相同的材料，
步骤二：制备有凹凸面的刚性平板模具，把目标分布图1 放在钢性平板2 的基准面3之上对钢性平板2 进行减材加工得到有凹凸面4 的钢性平板模具：对于钢性平板2 的基准面3 上的每一点，若目标分布图1 上的对应点的分布为w（i），该点的减材加工深度H满足h(1)+h(2)+、……、h（i-1）＜ H ≤ h(1)+h(2)+、……、h（i-1）+h(i)，
因为w（1）、w（2）、……、w（n）是任意取的，故恰好具有w（1）、w（2）、……、w（n）分布的目标分布图1 具有一般性，首先，对于无凹凸面的刚性平板材的基准面上的每一点，若其在目标分布图1 上的对应点的分布为w（i），则该点的减材加工深度应H 满足h(1)+h(2)+、……、h（i-1）＜ H ≤ h(1)+h(2)+、……、h（i-1）+h(i)，即H 的取值范围是一个区间，原则上有无数个点可供选择，我们可以任选一个，这样我们可得本发明中有凹凸面的刚性平板模具的凹凸面4，
步骤三：制备叠层体5，在上述有凹凸面4 的刚性平板模具的凹凸面4 上按w（1）、w（2）、……、w（n）的顺序，按h（1）、h（2）、h（3）、……、h（n）厚度（基准面法线方向）的制备叠层体5 ：在平板型刚性模具的凹凸面4 上逐一制作单种材料层形成叠层体5，或则分别制作单种材料层再叠加得到叠层体5，叠层体5 至少由两种单种材料层叠加而成，
每种同种材料构成同种材料单层，若干个同种材料单层相叠加成为多种材料的叠层体5，
叠层体5 的单层可以是由固体（粉体或片材）直接构成的，还可以是液体或气体凝固而成的，甚至可以是固体、液体或气体混合后凝固而成的，
叠层体5 的同种材料间和单层间可以是粘接的，也可以是非粘接的，
叠层体5 的制备方法可以使用任何已知的涂层制备方法，如喷涂、涂刷、沉降、吸附、印刷、电镀、磁控溅射、蒸镀等，
叠层体5 里的单层的排列顺序w（1）、w（2）、……、w（n）可以是按某一特征（或性质）的逐渐变化为特点的渐变形式，如，颜色的渐变、颗粒大小的渐变、所含多元材料的种类数的渐变等等，
基准面法线方向厚度是指：若凹凸面是平行于基准面的，其单种材料层的基准面法线方向厚度等于实际厚度，若凹凸面是不平行于基准面的，则其单种材料层的基准面法线方向厚度是指单种材料层在基准面法线方向的高度。
连续渐变体，可以看做是一种单层间微小变化的叠层体，因此，本发明里的叠层体包含连续渐变体，
按w（1）、w（2）、……、w（n）的顺序叠加叠层体5，是为了表述的方便，不失一般性，
又由凹凸面4 的制备方式和凹凸面4 上叠层体5 的制备方式可知，叠层体5 在基准面3 上的截面就具有同目标分布图1 相同的分布，
步骤四：加工叠层体5，把有凹凸面4 的刚性平板模具的基准面3 指定为叠层体5的基准面6，并对叠层体5 进行减材加工，得到含有基准面6 的薄膜材料，就是具有同目标分布图1 相同分布的多种材料复杂分布薄膜材料7，其中步骤一、步骤二、步骤三中的n和i分别表示为正整数，
步骤五：适当进行后处理，如烧结等，最终得到多种材料复杂分布薄膜材料成品。
一般而言，薄膜越薄其分布越精确，但是，允许一定误差的情况下，可以根据需要选择适当的薄膜厚度。另外，有时需要进行适当的后处理，如烧结。
本发明一般是在混合材料w（1）、w（2）、……、w（n）里混或含有一定量的热熔胶，
以实现加热熔融后叠层并冷却定型，或者叠层后加热并冷却定型，其中，n为正整数。

Claims (4)

1.一种多种材料复杂分布薄膜材料的制备方法，其特征在于步骤如下：
步骤一：制备一个多种材料组w（1）、w（2）、……、w（n）的目标分布图及与其对应的一组正数h（1）、h（2）、h（3）、……、h（n）；再制备一个尺寸上包含目标分布图的刚性平板，并指定刚性平板的一面为基准面，
步骤二：在刚性平板的基准面上制备模具，把目标分布图放在刚性平板的基准面上，对刚性平板的基准面进行减材加工，得到有凹凸面的刚性平板型模具：对于刚性平板基准面上的每一点，若目标分布图上的对应点的分布为w（i），该点的减材加工深度H满足h(1)+h(2)+、……、h（i-1）＜H≤h(1)+h(2)+、……、h（i-1）+h(i)，
步骤三：制备叠层体，在上述有凹凸面的刚性平板型模具的凹凸面逐一制作单种材料层形成叠层体，按w（1）、w（2）、……、w（n）的顺序，沿基准面法线方向按h（1）、h（2）、h（3）、……、h（n）的厚度制备叠层体，所述叠层体至少由两种单种材料层叠加而成，
步骤四：加工叠层体，指定刚性平板的基准面为叠层体的基准面，并对叠层体进行减材加工，得到含有基准面的薄膜材料，就是具有同目标分布图相同分布的多种材料复杂分布薄膜材料，其中，步骤一、步骤二、步骤三中的n和i分别表示为正整数。
2.根据权利要求1所述一种多种材料复杂分布薄膜材料的制备方法，其特征在于步骤四得到的多种材料复杂分布薄膜材料经所需要的后处理，得到多种材料复杂分布薄膜材料产品或成品。
3.根据权利要求1所述的一种多种材料复杂分布薄膜材料的制备方法，其特征在于在材料w（1）、w（2）、……、w（n）里含有热熔胶，把材料w（1）、w（2）、……、w（n）加热熔融、叠层后再冷却定型，其中，n为正整数。
4.根据权利要求1所述的一种多种材料复杂分布薄膜材料的制备方法，其特征在于在材料w（1）、w（2）、……、w（n）里含有热熔胶，把材料w（1）、w（2）、……、w（n）叠层后再加热熔融，然后再冷却定型，其中n为正整数。
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