一种编码阵列结构复合材料及其制备方法技术

一种编码阵列结构复合材料的制备方法，涉及超微型功能器件领域，其采用第一方形丝和第二方形丝按照所需的编码结构在方形丝套管内进行堆积组合，再进行热拉伸、切片，并溶解掉第二方形丝的内芯，得到具有规律排布的孔洞的模板。最后在模板的孔洞中沉积金属，得到编码阵列结构复合材料。该制备方法操作简单方便，对设备要求低，原料易得，具有较低的生产成本。并且其可重复性强，产品性能稳定，可以按照需求的编码结构合成复合材料，实现阵列点的准确定位。一种编码阵列结构复合材料，其采用上述编码阵列结构复合材料的制备方法制备得到，其具有按一定规律编码的阵列结构，在超微型功能器件领域具有重要的应用潜能。

A Composite Material with Coded Array Structure and Its Preparation Method

The invention relates to a preparation method of composite material with encoding array structure, which relates to the field of Ultra-micro functional devices. The first square wire and the second square wire are stacked and assembled in the square wire casing according to the required encoding structure, then hot stretching, slicing and dissolving the inner core of the second square wire to obtain a template with regularly arranged holes. Finally, metal was deposited in the holes of the template, and the composite material with encoding array structure was obtained. The preparation method has the advantages of simple and convenient operation, low requirement for equipment, easy availability of raw materials and low production cost. Moreover, it has strong repeatability and stable product performance. It can synthesize composite materials according to the required coding structure and realize the accurate positioning of array points. A kind of coded array structure composite material is prepared by the preparation method of the coded array structure composite material. It has the array structure coded according to certain rules and has important application potential in the field of Ultra-micro functional devices.

【技术实现步骤摘要】
一种编码阵列结构复合材料及其制备方法
本专利技术涉及超微型功能器件领域，具体而言，涉及一种编码阵列结构复合材料及其制备方法。
技术介绍
具有有序结构的微/nm线阵列材料在传感器、磁记录、光电组件、生物医药等超微型功能器件领域具有重要的应用潜能。在超短超强脉冲激光与物质相互作用的研究中，为了不断提高X射线源的品质，获取高时空分辨和高激光吸收转化效率，金属/低Z材料复合编码阵列结构材料是极具潜力的高时空分辨X射线强辐射源材料。可见，如何控制微/nm线阵列的结构尺寸，使其按照一定规律进行排列、复合，具有十分重要的意义。编码阵列结构不同于常见的六边形阵列结构，它是指材料中的微/nm阵列点的分布是一种正方形排列的具有特定分布的阵列结构，例如图1所示，微/nm阵列点的直径、间距及长度可根据需要进行设计并准确控制。要制备微/nm线编码阵列结构复合材料，首先需要研制出微/nm编码阵列结构模板材料，利用模板孔道的尺寸和位置的限制使微/nm线生长成所需的直径、长度，并有一定的排列方式，是制备微/nm线阵列的理想方法。目前国内外现有的模板及制备技术对模板的孔结构尺寸参数的调控范围非常有限，尤其是大长径比模板的制备难度较大，可控性差，生产成本高，效率低，由于模板的尺寸参数限制，很难对微/nm线阵列的结构尺寸进行大范围准确调控，从而限制了微/nm线阵列复合材料的应用范围。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种编码阵列结构复合材料的制备方法，其操作简单方便，可以按照需求的编码结构合成复合材料，实现阵列点的准确定位。本专利技术的另一目的在于提供一种编码阵列结构复合材料，其采用上述编码阵列结构复合材料的制备方法制备得到，其具有按一定规律编码的阵列结构，在超微型功能器件领域具有重要的应用潜能。本专利技术的实施例是这样实现的：一种编码阵列结构复合材料的制备方法，其包括：S1.将第一方形丝和第二方形丝按照所需的编码结构在方形丝套管内进行堆积组合，得到复合预制材料；其中，方形丝套管和第一方形丝均由聚合物A制备得到，第二方形丝包括相互套设的外壳和内芯，外壳由聚合物A制备得到，内芯由聚合物B制备得到；聚合物A和聚合物B为不同的聚合物材料，且聚合物B的溶解过程不会对聚合物A造成影响；S2.对复合预制材料进行热拉伸，得到复合丝；S3.对复合丝进行切片，并将切片后的复合丝置于有机溶剂中，溶解掉内芯以形成孔洞，同时保留由聚合物A制备得到的其它结构，得到编码结构模板；S4.在编码结构模板的孔洞内沉积金属，得到编码阵列结构复合材料。一种编码阵列结构复合材料，其由上述编码阵列结构复合材料的制备方法制备得到。本专利技术实施例的有益效果是：本专利技术实施例提供一种编码阵列结构复合材料的制备方法，其采用第一方形丝和第二方形丝按照所需的编码结构在方形丝套管内进行堆积组合，再进行热拉伸、切片，并溶解掉第二方形丝的内芯，得到具有规律排布的孔洞的模板。最后在模板的孔洞中沉积金属，得到编码阵列结构复合材料。该制备方法操作简单方便，对设备要求低，原料易得，具有较低的生产成本。并且其可重复性强，产品性能稳定，可以按照需求的编码结构合成复合材料，实现阵列点的准确定位。本专利技术实施例还提供了一种编码阵列结构复合材料，其采用上述编码阵列结构复合材料的制备方法制备得到，其具有按一定规律编码的阵列结构，在超微型功能器件领域具有重要的应用潜能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为编码阵列结构的示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的一种编码阵列结构复合材料及其制备方法进行具体说明。本专利技术实施例提供了一种编码阵列结构复合材料的制备方法，其包括：S1.将第一方形丝和第二方形丝按照所需的编码结构在方形丝套管内进行堆积组合，得到复合预制材料。其中，方形丝套管和第一方形丝均由聚合物A制备得到，第二方形丝包括相互套设的外壳和内芯，外壳由聚合物A制备得到，内芯由聚合物B制备得到。进一步地，可以将聚合物A加工而成的第一预制棒，通过热拉伸来形成第一方形丝。第一预制棒的直径为30mm左右，热拉伸过程中温度控制在200～240℃，挤出速度为0.1～5mm/min。挤出时采用正方形口模，正方形口模的边长为0.3～5mm，优选地，正方形口模的边长为0.5～1mm，以此制备出的第一方形丝，其边长为0.3～5mm，优选为0.5～1mm。温度和挤出速度的选择，跟聚合物A的性质有关，既要保证聚合物A具有较佳的流动性，让挤出过程得以顺利完成，又要保证挤出后的产品能够保持形状。通过选择合适的口模、温度和挤出速度来控制丝直径大小。同样地，将聚合物B制成的芯棒装入聚合物A制成的管套中组成第二预制棒，再通过热拉伸来形成第二方形丝。芯棒的直径为10～15mm，管套的外径约为30mm，内径与芯棒匹配。热拉伸过程中温度控制在200～240℃，挤出速度为0.1～5mm/min。挤出时采用正方形口模，正方形口模的边长为0.3～5mm，优选地，正方形口模的边长为0.5～1mm，以此制备出的第二方形丝，其边长为0.3～5mm，优选为0.5～1mm。温度和挤出速度的选择，跟聚合物A和聚合物B的性质有关，既要保证聚合物A和聚合物B具有较佳的流动性，让挤出过程得以顺利完成，又要保证挤出后的产品能够保持形状。通过选择合适的口模、温度和挤出速度来控制丝直径大小。值得注意的是，第一方形丝和第二方形丝的边长可以相同，也可以不同。当二者边长不同的时候，可以将二者的边长设置为倍数关系。例如，第一方形丝的边长可以为第二方形丝的2倍、3倍、4倍等，使得在进行堆叠时，第一方形丝的一条边可以同时堆叠2个、3个或4个第二方形丝，使二者的堆叠过程产生更丰富的变化。优选地，方形丝套管的横截面为外圆内方的形状，其方形的内孔可以与第一方形丝和第二方形丝的边缘更好的贴合。将第一方形丝和第二方形丝在方形丝套管内进行堆积组合后，还需要在140～160℃下熔合2～3h，得到复合预制材料。可选地，在进行熔合之前，还可以先在90～100℃下真空干燥4～6h，去除水分和其它小分子杂质，来提高熔合的质量。聚合物A和聚合物B为不同的聚合物材料，二者的溶解条件不同，聚合物B的溶解过程不会对聚合物A造成影响，使得后续操作中，可以通过溶解掉聚合物B，来形成模板所需的孔洞。同时，聚合物A和聚合物B的剪切粘度接近，均具有良好的加工性能，使得二者在热拉伸过程中，具有近似的拉伸性能。进一步地，聚合物A包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯中的任一种，聚合物B包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯中的任一种。优选地，通常情况下，就溶解容易程度来看，聚苯乙烯、聚碳酸酯＞聚甲基丙烯酸甲酯＞聚乙烯、聚丙烯。当选择聚乙烯或聚丙烯作为聚合物A时，聚合物B可以选择聚甲基丙烯酸甲酯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种编码阵列结构复合材料的制备方法，其特征在于，包括：S1.将第一方形丝和第二方形丝按照所需的编码结构在方形丝套管内进行堆积组合，得到复合预制材料；其中，所述方形丝套管和所述第一方形丝均由聚合物A制备得到，所述第二方形丝包括相互套设的外壳和内芯，所述外壳由所述聚合物A制备得到，所述内芯由聚合物B制备得到；所述聚合物A和所述聚合物B为不同的聚合物材料，且所述聚合物B的溶解过程不会对所述聚合物A造成影响；S2.对所述复合预制材料进行热拉伸，得到复合丝；S3.对所述复合丝进行切片，并将切片后的所述复合丝置于有机溶剂中，溶解掉所述内芯以形成孔洞，同时保留由所述聚合物A制备得到的其它结构，得到编码结构模板；S4.在所述编码结构模板的所述孔洞内沉积金属，得到所述编码阵列结构复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种编码阵列结构复合材料的制备方法，其特征在于，包括：S1.将第一方形丝和第二方形丝按照所需的编码结构在方形丝套管内进行堆积组合，得到复合预制材料；其中，所述方形丝套管和所述第一方形丝均由聚合物A制备得到，所述第二方形丝包括相互套设的外壳和内芯，所述外壳由所述聚合物A制备得到，所述内芯由聚合物B制备得到；所述聚合物A和所述聚合物B为不同的聚合物材料，且所述聚合物B的溶解过程不会对所述聚合物A造成影响；S2.对所述复合预制材料进行热拉伸，得到复合丝；S3.对所述复合丝进行切片，并将切片后的所述复合丝置于有机溶剂中，溶解掉所述内芯以形成孔洞，同时保留由所述聚合物A制备得到的其它结构，得到编码结构模板；S4.在所述编码结构模板的所述孔洞内沉积金属，得到所述编码阵列结构复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物A包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯中的任一种，所述聚合物B包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯中的任一种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述第一方形丝和所述第二方形丝在所述方形丝套管内进行堆积组合后，在140～160℃下熔合2～3h，得到所述复合预...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨波，李波，陈姝帆，唐兴，牛高，刘旭东，魏威，李洋，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：四川,51