[發明專利]一種用表面負曲率提升物質本征熔點的方法

有效

• 申請號: 201611247064.7
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106637214B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 丁軼;羅俊;徐強
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: C23F1/44
• 分類號: C23F1/44;C01B32/956;C01F17/00;C01F11/24;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 張宏祥

本發明公開了一種用表面負曲率提升物質本征熔點的方法，先用脫合金、刻蝕、部分成分蒸發、化學氣相反應、電化學方法以及水熱法在金屬、金屬氧化物、聚合物、高分子材料外表面或內表面上制備出主曲率之一為負、該曲率絕對值小于1微米的區域，且負曲率表面積占總表面積的比例不低于80％。然后將獲得的具備表面負曲率的材料加熱至該物質的常規熔點，未熔化部分是終產物。本發明所得產物的本征熔點高于其所屬物質的常規熔點，而且方法簡單、可重復性強、普適性高，為拓展物質的高溫應用提供了新的思路和策略。

技術領域

本發明是關于提升物質熔化熔點方法的，特別涉及一種采用表面負曲率提升物質本征熔點的方法。

背景技術

熔化是指物質由固態到液態的相轉變，是自然界中的一種常見現象，也是物質在人類社會中被使用時必須考慮的現象、也被廣泛應用于人類社會的生產生活。迄今為止，除了通過向物質里添加摻雜元素或者改變物質所在的外部環境——例如包埋或鑲嵌到高熔點基體中、施加壓強、瞬間沖擊、激光照射等方法來提升物質熔化溫度外，只有少數氧化物由于其熔化物的粘度極高或者其含氧化學鍵極強而能獲得自身的本征熔點上升，其它物質自身的本征熔點上升現象均未被發現。并且，人類社會已公認隨著尺寸的降低、物質自身的本征熔點會降低。

長期以來，人類社會需要在高溫環境里使用固態物質，例如在航空航天發動機里需要使用高溫合金、隔熱的陶瓷材料等，在化學工業中需要使用能耐高溫的催化劑等，諸如此類。因此，人類一直在苦苦尋求能耐高溫的固態物質。如果人類能夠提升已有物質自身的本征熔點，那就會大幅度提升人類社會的工業發展。基于此，發展一種用表面負曲率提升物質本征熔點的方法，是本專利申請的核心思想。

發明內容

本發明的目的，是解決人類一直在苦苦尋求耐高溫的固態物質材料，提供一種不需摻雜外來元素、不需改變外部環境，采用表面負曲率來提升物質本征熔點的方法。

本發明通過如下技術方案予以實現：

本發明采用脫合金、刻蝕、部分成分蒸發或者化學氣相反應的方法在固體外表面或內表面上制備出主曲率之一為負、該曲率絕對值小于1微米的區域，該負曲率的表面積所占總表面積的比例不低于80％。該物質可以是金屬、金屬氧化物、聚合物或者高分子。該過程可以是脫合金、刻蝕、部分成分蒸發、化學氣相反應。然后將獲得的具備表面負曲率的該塊物質加熱至該物質的常規熔點，剩下部分是最終產物。該產物的本征熔點高于其所屬物質的常規熔點。

熔點通常是指，在一個大氣壓下，塊體物質的形態由固態轉變為液態的溫度。比如金的熔點，通常是指1064℃，我們把這種熔點稱之為常規熔點。具有表面負曲率形態材料的熔點超過了塊體的熔點，并且這是第一次實現了真正意義上的提升熔點現象。為了避免和常規熔點混淆，我們稱之為本征熔點。

一種用表面負曲率提升物質本征熔點的方法，具有如下步驟：

(1)取一塊具有熔點的固體材料，采用脫合金、刻蝕、部分成分蒸發、化學氣相反應、電化學方法以及水熱法在其外表面或內表面上制備出主曲率之一為負、該曲率絕對值小于1微米的區域，且負曲率的表面積占該固體材料的總表面積的比例不低于80％；

(2)將步驟(1)中得到的固體材料加熱至該固體材料的常規熔點，未熔化部分是終產物。該終產物的本征熔點(其外表面或內表面具有負曲率時的熔點)高于其所屬物質的常規熔點。

所述步驟(1)的具有熔點的固體材料為金屬、金屬氧化物、聚合物或者高分子材料。

本發明的制備工藝簡單、可重復性強、普適性高，所處理后物質的本征熔點會高于其原有的常規熔點，拓展了物質在高溫環境中的應用。

附圖說明

圖1是實施例1用掃描透射電鏡(STEM)三維重構出的納米多孔金結構；