[發明專利]一種尺寸可控的鐵基納米片的制備方法

有效

• 申請號: 201510575015.5
• 申請日: 2015-09-10
• 公開（公告）號: CN105177590B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 劉峰斌;蔣涵;曾箐雨;崔巖;焦志偉;屈敏;楊越
• 申請（專利權）人: 北方工業大學
• 主分類號: C23F4/00
• 分類號: C23F4/00
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司11260
• 代理人: 鄭立明,李闖

技術領域

本發明涉及納米材料制備技術領域，尤其涉及一種尺寸可控的鐵基納米片的制備方法。

背景技術

鐵基納米片是一種以納米為尺度的片狀二維結構氧化鐵材料，具有良好的光電特性、熱傳導性和磁學性能，可用作新一代納米光電子、電化學、電動機械的構筑單元。

目前，制備鐵基納米材料的方法很多，例如：申請號為201410388257.9的中國專利申請公布了一種制備納米柱的方法，申請號為201310012124.7的中國專利申請公布了一種制備納米薄帶的方法；但是，現有技術中并沒有能夠使鐵基納米片尺寸可控的制備方法，如果能夠使生成出的鐵基納米片尺寸可控，那么將會給鐵基納米片在產品微型化中的應用提供極大的便利。

發明內容

針對現有技術中的上述不足之處，本發明提供了一種尺寸可控的鐵基納米片的制備方法，不僅能夠有效控制鐵基納米片成型時的厚度尺寸，而且操作簡單、工藝周期短、生產效率高、生產成本低、環保無污染，易于實現大規模的工業化生產。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種尺寸可控的鐵基納米片的制備方法，將拋光過的鐵材放入水中，并置于超聲裝置中進行超聲空蝕處理，從而在鐵材的表面制得鐵基納米片；其中，超聲裝置的振頭與鐵材的表面之間的距離根據所需鐵基納米片的厚度在5～40mm范圍內進行確定。

優選地，在超聲裝置的超聲功率為160W，并且超聲空蝕處理的時間為25min的情況下：當超聲裝置的振頭與鐵材的表面之間的距離在5～10mm這一區間時，如果超聲裝置的振頭與鐵材的表面之間的距離增加，那么所制得的鐵基納米片的厚度也隨之增加；當超聲裝置的振頭與鐵材的表面之間的距離在10～40mm這一區間時，如果超聲裝置的振頭與鐵材的表面之間的距離增加，那么所制得的鐵基納米片的厚度隨之減少。

優選地，在超聲裝置的超聲功率為160W，并且超聲空蝕處理的時間為25min的情況下：如果超聲裝置的振頭與鐵材的表面之間的距離為5mm，那么所制得的鐵基納米片的厚度為103.76～137.72nm。

優選地，在超聲裝置的超聲功率為160W，并且超聲空蝕處理的時間為25min的情況下：如果超聲裝置的振頭與鐵材的表面之間的距離為10mm，那么所制得的鐵基納米片的厚度為196.54～229.54nm。

優選地，在超聲裝置的超聲功率為160W，并且超聲空蝕處理的時間為25min的情況下：如果超聲裝置的振頭與鐵材的表面之間的距離為15mm，那么所制得的鐵基納米片的厚度為169.65～193.05nm。

優選地，在超聲裝置的超聲功率為160W，并且超聲空蝕處理的時間為30min的情況下：如果超聲裝置的振頭與鐵材的表面之間的距離為25mm，那么所制得的鐵基納米片的厚度為145.38～188.33nm。

優選地，在超聲裝置的超聲功率為160W，并且超聲空蝕處理的時間為25min的情況下：如果超聲裝置的振頭與鐵材的表面之間的距離為30mm，那么所制得的鐵基納米片的厚度為136.50～149.92nm。

優選地，在超聲裝置的超聲功率為160W，并且超聲空蝕處理的時間為25min的情況下：如果超聲裝置的振頭與鐵材的表面之間的距離為40mm，那么所制得的鐵基納米片的厚度為113.05～132.34nm。

優選地，所述拋光過的鐵材的表面粗糙度為10μm～50μm。

優選地，所述鐵材為純鐵、碳鋼或者鑄鐵材料。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明實施例所提供的尺寸可控的鐵基納米片的制備方法利用了超聲空蝕對浸入水中的拋光后鐵材進行處理，并且通過改變超聲裝置的振頭與鐵材的表面之間的距離有效控制所制得鐵基納米片的厚度，從而能夠制得尺寸可控的鐵基納米片。由此可見，本發明實施例不僅能夠有效控制鐵基納米片成型時的厚度尺寸，而且操作簡單、工藝周期短、生產效率高、生產成本低、環保無污染，易于實現大規模的工業化生產。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發明實施例1中所制備的鐵基納米片的掃描電鏡照片。

圖2為本發明實施例2中所制備的鐵基納米片的掃描電鏡照片。

圖3為本發明實施例3中所制備的鐵基納米片的掃描電鏡照片。