專利名稱：金屬化合物膜材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及膜材料技術領域，具體涉及一種金屬化合物膜材料及其制備方法。
背景技術：
目前無機化合物膜材料的制備方法是利用材料表面處理技術或沉積技術在襯底(或零件)表面形成納米以至微米級尺寸厚度的膜。表面處理方法主要有表面擴散滲入法、化學轉化方法、電化學轉化方法等，如申請號為01107430.2的中國發明專利描述了一種鋁制鍋快速陽極硬質氧化方法，其特征是將鋁制鍋在常溫堿液中去污后在40℃～50℃的溫度條件下加表面活化劑活化，再進行硬質陽極氧化處理，最后用化學封孔劑和純水對表面封孔，制備獲得氧化膜保護層；申請號為90101981.X的中國發明專利描述了一種鍍鋁薄膜化學氧化法，工藝過程為首先在基底材料制備鍍鋁膜層，然后在鍍鋁膜層表面用磷酸、鉻酸鹽氧化法制取氧化膜保護層。制造薄膜的沉積技術主要包括物理氣相沉積方法(PVD)和化學氣相沉積方法(CVD)。通過上述材料表面處理技術或沉積技術制備獲得的膜材料總是附著在襯底(或零件)的表面，實際上是表面膜，總是與襯底結合在一起的，襯底材料的厚度遠大于薄膜材料的厚度，這種情況下無法單獨對膜材料進行使用。但在很多情況下，單純的金屬化合物薄膜具有不同于附著在襯底上的性能，在工業生產中有廣泛的應用，而現有技術仍無法制備獲得單純的不是附著在襯底材料上的金屬化合物膜材料。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種不是附著在襯底材料上的單純的金屬化合物膜材料的制備方法。
本發明的另一目的在于提供一種由上述方法制備的金屬化合物膜材料。
本發明的目的通過下述技術方案實現本金屬化合物膜材料的制備方法包括下述步驟使厚度小于100μm的金屬膜片參與化學反應，將整片金屬膜片轉變成薄的金屬化合物，從而獲得本發明的金屬化合物膜材料。
所述金屬膜片可以是兩側表面同時參與化學反應，也可是單側表面參與化學反應(當厚度小于50μm時)。
所述金屬膜片參與化學反應是將金屬膜片與液體發生化學反應，從而將薄的金屬膜片轉變成薄的金屬化合物膜材料。所述液體可以是酸溶液，如硫酸、硝酸等化學溶液；或是非金屬液體，如溴水、液體硫等。
所述金屬膜片參與化學反應是將金屬膜片與氣體發生化學反應，從而將薄的金屬膜片轉變成薄的金屬化合物膜材料。所述氣體可以是非金屬氣體，如氧氣、氮氣、氯氣等；或是加熱升華為氣體的非金屬，如氣態碘、氣態磷、氣態砷等。
所述金屬膜片參與化學反應是將金屬膜片作為電化學陽極氧化的陽極進行氧化反應，從而將薄的金屬膜片轉變成薄的金屬化合物膜材料。
所述金屬包括一般的金屬材料，如鋁、鋅、鐵、銅、錫等，還包括硅。
上述技術方案中，薄的金屬膜片大部分或全部轉變成薄的金屬化合物膜材料都可實現本發明的技術目的。
由上述方法制備的金屬化合物膜材料應用范圍比較廣泛，如可應用于氣體或液體的精細過濾、可作為光敏功能材料或氣敏功能材料使用等。
本發明的作用原理是當金屬材料發生化學反應時，在金屬材料的表面形成金屬化合物，經研究發現在金屬表面形成的金屬化合物厚度一般小于50μm，如將金屬材料的厚度減少為小于100μm的厚度，并使其兩面同時發生化學反應即可將整片金屬材料全部或大部分轉化成金屬化合物，形成金屬化合物膜材料；對于厚度較薄的金屬膜材料，如小于50μm，那么單面發生化學反應即可使整片金屬膜轉化成金屬化合物膜材料。
本發明與現有技術相比具有如下的優點及效果1、本發明方法操作簡單，容易實現，可以有效、快速、方便、完整地制得獨立存在的微米厚度的金屬化合物膜材料，實現現有膜制備方法所不能實現的發明目的。
2、本發明獲得的金屬化合物膜材料是一種全新的工業材料，可以應用在很多技術領域中，具有較好的市場前景，在工業生產中使用可帶來巨大的經濟效益。
3、本發明工藝簡單，制備效率高，經濟成本低，適合于大批量生產。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。
實施例1用厚度為30μm的純鋁薄片，作為陽極氧化的陽極放入濃度為1mol/L的硫酸電解溶液中，硫酸電解溶液的溫度為3℃，陽極電流密度為4A/dm2，電解槽的電壓為100V；在此過程中，鋁發生氧化反應轉化成三氧化二鋁，并在厚度方向形成通孔隙，孔隙的大小可以通過調整工藝參數控制。本發明經陽極氧化將純鋁薄片轉變成具有微小通孔隙的三氧化二鋁陶瓷膜材料，可用于氣體和液體的精細過濾。
實施例2把塊體硫置于玻璃燒杯中，放在加熱爐中加熱至130℃，并進行保溫，使硫熔化成液體，然后將10μm厚的鋅箔展開浸泡在硫液中，并將加熱爐抽真空，繼續保溫，使鋅箔與硫充分反應生成硫化鋅，把鋅箔轉化成硫化鋅箔之后，將硫化鋅箔材料從硫液中取出，從而制備獲得具有光敏功能作用的硫化鋅膜材料。
實施例3將5μm厚的錫箔展開置于充有氧氣的加熱爐中加熱至200℃，并進行保溫，使錫氧化成氧化錫，把錫箔轉化成氧化錫箔之后，將氧化錫箔材料從加熱爐中取出，從而制備獲得具有氣敏功能作用的氧化錫膜材料。
權利要求
1.一種金屬化合物膜材料的制備方法，其特征在于包括下述步驟使厚度小于100μm的金屬膜片參與化學反應，將金屬膜片轉變成薄的金屬化合物。
2.根據權利要求1所述的金屬化合物膜材料的制備方法，其特征在于所述金屬膜片兩側表面同時參與化學反應。
3.根據權利要求1所述的金屬化合物膜材料的制備方法，其特征在于所述金屬膜片單側表面參與化學反應。
4.根據權利要求1～3所述的金屬化合物膜材料的制備方法，其特征在于所述金屬膜片參與化學反應是將金屬膜片與液體發生化學反應，將薄的金屬膜片轉變成薄的金屬化合物膜材料。
5.根據權利要求4所述的金屬化合物膜材料的制備方法，其特征在于所述液體是酸溶液或非金屬液體。
6.根據權利要求1～3所述的金屬化合物膜材料的制備方法，其特征在于所述金屬膜片參與化學反應是將金屬膜片與氣體發生化學反應，將薄的金屬膜片轉變成薄的金屬化合物膜材料。
7.根據權利要求6所述的金屬化合物膜材料的制備方法，其特征在于所述氣體是非金屬氣體或加熱升華為氣體的非金屬。
8.根據權利要求1～3所述的金屬化合物膜材料的制備方法，其特征在于所述金屬膜片參與化學反應是將金屬膜片作為電化學陽極氧化的陽極進行氧化反應，將薄的金屬膜片轉變成薄的金屬化合物膜材料。
9.根據權利要求1～3所述的金屬化合物膜材料的制備方法，其特征在于所述金屬包括硅。
10.一種如權利要求1～9所述金屬化合物膜材料制備方法制備的金屬化合物膜材料。
全文摘要
本發明提供一種金屬化合物膜材料的制備方法，包括下述步驟使厚度小于100μm的金屬膜片參與化學反應，將整片金屬膜片轉變成薄的金屬化合物，從而獲得本發明的金屬化合物膜材料。本發明方法操作簡單，容易實現，可以有效、快速、方便、完整地制得獨立存在的微米級厚度的金屬化合物膜材料，實現現有膜制備方法所不能實現的發明目的；本發明獲得的金屬化合物膜材料是一種全新的工業材料，可以應用在很多技術領域中，具有較好的市場前景，在工業生產中使用可帶來巨大的經濟效益。
文檔編號B01D71/00GK1522792SQ03140489
公開日2004年8月25日 申請日期2003年9月12日 優先權日2003年9月12日
發明者周照耀 申請人:周照耀