專利名稱：微彈簧的制備方法
微彈簧的制備方法技術領域
本發(fā)明屬于化學化工、功能材料、微米和納米加工技術領域，特別涉及以斷裂控制法進行制備微彈簧的方法。
背景技術：
隨著技術的發(fā)展，器件的微型化是實現(xiàn)其多功能和集成化的重要途徑，尤其是近年來微流控技術的發(fā)展，小尺寸的微機電系統(tǒng)(MEMS)在耗能少、響應時間短、精確度高、響應速度快等方面顯示出優(yōu)異的性能，從而在精密儀器、生物醫(yī)療和國防科技等領域具有廣闊的應用前景。隨著微器件需求量的日益增長，目前急切需要成熟的加工技術能夠低成本大批量地制備微器件。
作為微器件中的最重要部分驅(qū)動裝置之一，微彈簧的加工技術備受關注。目前，國內(nèi)外傳統(tǒng)的微彈簧制作主要是基于MEMS技術-微機械電子系統(tǒng)，包括化學腐蝕法、光刻電鑄或塑鑄法、掩膜電沉積法。前兩種方法只能得到二位尺度的平面彈簧，無法滿足加工材料多樣性要求，而且存在加工工藝復雜，周期長，設備投資大等方面的不足，而掩模電沉積方法，雖然可以得到三維尺度的彈簧，但是需要預先制作掩模板，所得彈簧的質(zhì)量嚴重依賴于掩模板的制作工藝，而且其制備過程存在加工工藝復雜，周期長，設備投資大，制備材料單一等問題。如何尋求一種操作簡單、成本低廉的制備微彈簧的方法，成為人們關注的焦點問題之一。
CN101025211A和CN101130196中公開了微彈簧的激光或激光輔助加工制備方法。 雖然這兩方法擺脫了對加工材料的限制，可以制備不同材料的三維彈簧，但是其制作過程需要制作配套的模具、精確的數(shù)控定位裝置以及昂貴的激光光源，依然存在加工工藝復雜， 周期長，設備投資大等問題，從而不利于大批量制備。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種成本低、速度快、簡單便捷的以斷裂控制法進行制備微彈簧的方法。
本發(fā)明的微彈簧的制備方法包括以下步驟(制備過程可參見圖2)
(1)將清洗干凈的硬質(zhì)纖維材料用密封膠固定在U型支架上；
(2)將聚合物溶于有機溶劑中，攪拌，使聚合物完全溶解，得到聚合物溶液，再用酸溶液調(diào)節(jié)所得聚合物溶液呈酸性，優(yōu)選聚合物溶液的PH值為2. 6 ；然后再加入氧化物溶膠的前軀體，攪拌，使之形成均勻穩(wěn)定的氧化物溶膠；
(3)將步驟(1)固定有硬質(zhì)纖維材料的U型支架浸漬到步驟( 得到的氧化物溶膠中，采用提拉法，將固定有硬質(zhì)纖維材料的U型支架從氧化物溶膠中提拉出來，干燥(一般干燥的時間為12 M小時)，在硬質(zhì)纖維材料上制備出具有核殼結構的氧化物凝膠紡錘節(jié)；其中殼是由氧化物溶膠干燥后形成的氧化物凝膠；其中殼是由氧化物溶膠干燥后形成的氧化物凝膠，核是硬質(zhì)纖維材料；然后進行煅燒，使具有核殼結構的氧化物凝膠紡錘節(jié)中的殼層有機物(氧化物凝膠中含有有機物)被氧化除去，形成無機氧化物殼層，在形成無機氧化物殼層的同時，殼層開裂得到無機氧化物微彈簧。
本發(fā)明可進一步將殼層開裂得到的無機氧化物微彈簧中的硬質(zhì)纖維核材料除去， 所述的除去方法可將帶有硬質(zhì)纖維核材料的殼層開裂得到的無機氧化物微彈簧在SuSS MP5分析探針臺(Karl Suss公司)中，通過微操作臂除去(如圖1所示)。
所述的用密封膠固定在U型支架上，是將硬質(zhì)纖維材料固定在U型支架的開口一端。
所述的密封膠優(yōu)選使用雙組份硅橡膠，其固化溫度為常溫，固化時間為0. 5 2小時，該種密封膠可以在溫度為-200 800°C的環(huán)境中使用。
所述的清洗可依次用純凈水、丙酮、乙醇進行清洗，然后用惰性氣體(如氮氣)吹干。
所述的硬質(zhì)纖維材料的直徑為5 80微米；硬質(zhì)纖維材料選自碳纖維、玻璃纖維、 不銹鋼絲、鎳合金絲、凱夫拉纖維等中的一種。
所述的形成均勻穩(wěn)定的氧化物溶膠中的聚合物與氧化物溶膠的前驅(qū)體的摩爾比值為 1 18 1 234000。
所述的聚合物溶液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為3 16%。
所述的聚合物選自聚醚(P123、F68和F127)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的一種。
所述的有機溶劑選自乙醇、異丙醇、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、四氫呋喃(THF)中的一種。
所述的酸溶液的濃度優(yōu)選為IM ；選自鹽酸、硫酸、硝酸、醋酸中的一種。
所述的氧化物溶膠的前軀體選自異丙醇鈦、正硅酸四乙酯、鈦酸四丁酯、鋯酸四丁酯、異丙醇鋁、硝酸鉍和硝酸鐵所組成的組中的一種。
所述的氧化物溶膠選自二氧化鈦溶膠、二氧化硅溶膠、二氧化鋯溶膠、氧化鋁溶膠、氧化鐵溶膠和鉍酸鐵溶膠所組成的組中的一種。
所述的高溫煅燒的溫度為450 600°C ；所述的高溫煅燒的時間一般為M 48小時。
本發(fā)明方法制備得到的微彈簧是基于控制三維尺度的斷裂而得到的，本發(fā)明通過控制熱應力從而控制斷裂模式，制備出微彈簧狀。本發(fā)明在直徑為微米尺度的硬質(zhì)纖維材料上包覆一層氧化物溶膠，通過氧化物溶膠的液膜的破裂形成了以硬質(zhì)纖維材料為核、氧化物溶膠為殼的核殼結構的紡錘節(jié)，當該種紡錘節(jié)的氧化物溶膠殼層中的溶劑揮發(fā)后，形成氧化物凝膠為殼的核殼結構的紡錘節(jié)。由于紡錘節(jié)的特殊的核殼結構和異質(zhì)的核殼組成，該種紡錘節(jié)不僅具有弱的核殼界面，并且具有不同的熱膨脹系數(shù)。當該種紡錘節(jié)被加熱，具有不同熱膨脹系數(shù)的核殼材料產(chǎn)生熱應力。在熱應力作用下，紡錘節(jié)的弱界面處發(fā)生開裂，在殼層形成規(guī)則的微彈簧。本發(fā)明基于控制斷裂方法制備的微彈簧具有形狀可控的規(guī)則的螺旋結構、適用材料廣泛、無需精密儀器、低成本的特點。本發(fā)明制備的彈簧狀，由于其結構有序，形狀可控，且其內(nèi)部具有介孔結構，尤其其制備材料選擇廣泛，可以是各種無機氧化物材料、陶瓷材料、金屬以及聚合物材料，所以它將會在傳感器件、光學器件、驅(qū)動裝置、電磁屏蔽材料等領域中有廣闊的應用前景。


圖1.本發(fā)明的方法制備所得微彈簧的掃描電子顯微鏡照片。
圖2.本發(fā)明實施例1的二氧化鈦微彈簧的制備過程示意圖(包括步驟(1) ⑶)。
具體實施方式
下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但不應看作是對本發(fā)明技術方案的限制。
實施例1.
請參見圖1所示的二氧化鈦微彈簧的制備過程。
(1)將直徑為5微米的碳纖維依次用純凈水、丙酮、乙醇進行清洗，氮氣吹干；然后將清洗干凈的碳纖維用雙組份硅橡膠固定在一底邊長度為5厘米，高為2厘米，材質(zhì)為不銹鋼合金的U型支架上；
(2)將1克P123(分子量為5800)溶于IOmL無水乙醇中，在室溫下攪拌，使P123 完全溶解得到P123乙醇溶液，用IM鹽酸調(diào)節(jié)P123溶液的pH值為2. 6，再加入6. 2克鈦酸四丁酯攪拌30分鐘，使之形成均勻穩(wěn)定的二氧化鈦溶膠，其質(zhì)量為18. 4克；
(3)將步驟(1)固定有碳纖維的U型支架浸漬到步驟( 得到的二氧化鈦溶膠中， 采用提拉法，將固定有碳纖維的U型支架從二氧化鈦溶膠中提拉出來，干燥12 M小時， 在碳纖維上制備出具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)；其中殼是由二氧化鈦溶膠干燥后形成的二氧化鈦凝膠，該種二氧化鈦凝膠中含有機物成分(如P12!3)；核是碳纖維；然后在溫度為450°C下進行高溫煅燒M小時，使具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)中的殼層有機物被氧化除去，形成二氧化鈦殼層，在形成二氧化鈦殼層的同時，二氧化鈦殼層開裂得到二氧化鈦微彈簧。
將帶有碳纖維核材料的殼層開裂得到的二氧化鈦微彈簧在SuSS MP5分析探針臺 (Karl Suss公司)中，通過微操作臂除去(如圖1所示)。
實施例2
(1)將直徑為5微米的碳纖維依次用純凈水、丙酮、乙醇進行清洗，氮氣吹干；然后將清洗干凈的碳纖維用雙組份硅橡膠固定在一底邊長度為5厘米，高為2厘米，材質(zhì)為不銹鋼合金的U型支架上；
(2)將1克P123(分子量為5800)溶于IOmL異丙醇中，在室溫下攪拌，使P123完全溶解得到P123溶液，用IM鹽酸調(diào)節(jié)P123溶液的pH值為2. 6，再加入5. 1克異丙醇鈦攪拌30分鐘，使之形成均勻穩(wěn)定的二氧化鈦溶膠，其質(zhì)量為17. 3克；
(3)將步驟(1)固定有碳纖維的U型支架浸漬到步驟( 得到的二氧化鈦溶膠中， 采用提拉法，將固定有碳纖維的U型支架從二氧化鈦溶膠中提拉出來，干燥12 M小時， 在碳纖維上制備出具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)；其中殼是由二氧化鈦溶膠干燥后形成的二氧化鈦凝膠，該種二氧化鈦凝膠中含有機物成分(如P12!3)；核是碳纖維；然后在溫度為450°C下進行高溫煅燒M小時，使具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)中的殼層有機物被氧化除去，形成二氧化鈦殼層，在形成二氧化鈦殼層的同時，二氧化鈦殼層開裂得到二氧化鈦微彈簧。
將帶有碳纖維核材料的殼層開裂得到的二氧化鈦微彈簧在SuSS MP5分析探針臺 (Karl Suss公司)中，通過微操作臂除去(如圖1所示)。
實施例3.
(1)將直徑為5微米的玻璃纖維依次用純凈水、丙酮、乙醇進行清洗，氮氣吹干；然后將清洗干凈的玻璃纖維用雙組份硅橡膠固定在一底邊長度為5厘米，高為2厘米，材質(zhì)為不銹鋼合金的U型支架上；
(2)將1克P123(分子量為5800)溶于IOmL無水乙醇中，在室溫下攪拌，使P123 完全溶解得到P123乙醇溶液，用IM鹽酸調(diào)節(jié)P123溶液的pH值為2. 6，再加入6. 2克鈦酸四丁酯攪拌30分鐘，使之形成均勻穩(wěn)定的二氧化鈦溶膠，其質(zhì)量為18. 4克；
(3)將步驟(1)固定有玻璃纖維的U型支架浸漬到步驟( 得到的二氧化鈦溶膠中，采用提拉法，將固定有玻璃纖維的U型支架從二氧化鈦溶膠中提拉出來，干燥12 M 小時，在玻璃纖維上制備出具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)；其中殼是由二氧化鈦溶膠干燥后形成的二氧化鈦凝膠，該種二氧化鈦凝膠中含有機物成分(如P123)；核是玻璃纖維；然后在溫度為450°C下進行高溫煅燒M小時，使具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)中的殼層有機物被氧化除去，形成二氧化鈦殼層，在形成二氧化鈦殼層的同時，二氧化鈦殼層開裂得到二氧化鈦微彈簧。
將帶有玻璃纖維核材料的殼層開裂得到的二氧化鈦微彈簧在SuSS MP5分析探針臺(Karl Suss公司)中，通過微操作臂除去。
實施例4.
(1)將直徑為5微米的玻璃纖維依次用純凈水、丙酮、乙醇進行清洗，氮氣吹干；然后將清洗干凈的玻璃纖維用雙組份硅橡膠固定在一底邊長度為5厘米，高為2厘米，材質(zhì)為不銹鋼合金的U型支架上；
(2)將3. 2克P123(分子量為5800)溶于IOmL無水乙醇中，在室溫下攪拌，使P123 完全溶解得到P123乙醇溶液，用IM鹽酸調(diào)節(jié)P123溶液的pH值為2. 6，再加入6. 2克鈦酸四丁酯攪拌30分鐘，使之形勻穩(wěn)定的二氧成均化鈦溶膠，其質(zhì)量為20. 6克；
(3)將步驟(1)固定有玻璃纖維的U型支架浸漬到步驟( 得到的二氧化鈦溶膠中，采用提拉法，將固定有玻璃纖維的U型支架從二氧化鈦溶膠中提拉出來，干燥12 M 小時，在玻璃纖維上制備出具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)；其中殼是由二氧化鈦溶膠干燥后形成的二氧化鈦凝膠，該種二氧化鈦凝膠中含有機物成分(如P123)；核是玻璃纖維；然后在溫度為450°C下進行高溫煅燒M小時，使具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)中的殼層有機物被氧化除去，形成二氧化鈦殼層，在形成二氧化鈦殼層的同時，二氧化鈦殼層開裂得到二氧化鈦微彈簧。
將帶有玻璃纖維核材料的殼層開裂得到的二氧化鈦微彈簧在SuSS MP5分析探針臺(Karl Suss公司)中，通過微操作臂除去。
實施例5.
(1)將直徑為10微米的玻璃纖維依次用純凈水、丙酮、乙醇進行清洗，氮氣吹干； 然后將清洗干凈的玻璃纖維用雙組份硅橡膠固定在一底邊長度為5厘米，高為2厘米，材質(zhì)為不銹鋼合金的U型支架上；
(2)將1克P123(分子量為5800)溶于IOmL無水乙醇中，在室溫下攪拌，使P123 完全溶解得到P123乙醇溶液，用IM鹽酸調(diào)節(jié)P123溶液的pH值為2. 6，再加入6. 2克鈦酸四丁酯攪拌30分鐘，使之形成均勻穩(wěn)定的二氧化鈦溶膠，其質(zhì)量為18. 4克；
(3)將步驟(1)固定有玻璃纖維的U型支架浸漬到步驟( 得到的二氧化鈦溶膠中，采用提拉法，將固定有玻璃纖維的U型支架從二氧化鈦溶膠中提拉出來，干燥12 M 小時，在玻璃纖維上制備出具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)；其中殼是由二氧化鈦溶膠干燥后形成的二氧化鈦凝膠，該種二氧化鈦凝膠中含有機物成分(如P123)；核是玻璃纖維；然后在溫度為450°C下進行高溫煅燒M小時，使具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)中的殼層有機物被氧化除去，形成二氧化鈦殼層，在形成二氧化鈦殼層的同時，二氧化鈦殼層開裂得到二氧化鈦微彈簧。
將帶有玻璃纖維核材料的殼層開裂得到的二氧化鈦微彈簧在SuSS MP5分析探針臺(Karl Suss公司)中，通過微操作臂除去。
實施例6.
(1)將直徑為80微米的玻璃纖維依次用純凈水、丙酮、乙醇進行清洗，氮氣吹干； 然后將清洗干凈的玻璃纖維用雙組份硅橡膠固定在一底邊長度為5厘米，高為2厘米，材質(zhì)為不銹鋼合金的U型支架上；
(2)將1克P123(分子量為5800)溶于IOmL無水乙醇中，在室溫下攪拌，使P123 完全溶解得到P123乙醇溶液，用IM鹽酸調(diào)節(jié)P123溶液的pH值為2. 6，再加入6. 2克鈦酸四丁酯攪拌30分鐘，使之形成均勻穩(wěn)定的二氧化鈦溶膠，其質(zhì)量為18. 4克；
(3)將步驟(1)固定有玻璃纖維的U型支架浸漬到步驟( 得到的二氧化鈦溶膠中，采用提拉法，將固定有玻璃纖維的U型支架從二氧化鈦溶膠中提拉出來，干燥12 M 小時，在玻璃纖維上制備出具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)；其中殼是由二氧化鈦溶膠干燥后形成的二氧化鈦凝膠，該種二氧化鈦凝膠中含有機物成分(如P12!3)；核是玻璃纖維；然后在溫度為450°C下進行高溫煅燒M小時，使具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)中的殼層有機物被氧化除去，形成二氧化鈦殼層，在形成二氧化鈦殼層的同時，二氧化鈦殼層開裂得到二氧化鈦微彈簧。
將帶有玻璃纖維核材料的殼層開裂得到的二氧化鈦微彈簧在SuSS MP5分析探針臺(Karl Suss公司)中，通過微操作臂除去。
實施例7.
(1)將直徑為M微米的不銹鋼纖維依次用純凈水、丙酮、乙醇進行清洗，氮氣吹干；然后將清洗干凈的不銹鋼纖維用雙組份硅橡膠固定在一底邊長度為5厘米，高為2厘米，材質(zhì)為不銹鋼合金的U型支架上；
(2)將1克P123(分子量為5800)溶于IOmL無水乙醇中，在室溫下攪拌，使P123 完全溶解得到P123乙醇溶液，用IM鹽酸調(diào)節(jié)P123溶液的pH值為2. 6，再加入6. 2克鈦酸四丁酯攪拌30分鐘，使之形成均勻穩(wěn)定的二氧化鈦溶膠，其質(zhì)量為18. 4克；
(3)將步驟(1)固定有不銹鋼纖維的U型支架浸漬到步驟( 得到的二氧化鈦溶膠中，采用提拉法，將固定有玻璃纖維的U型支架從二氧化鈦溶膠中提拉出來，干燥12 M 小時，在不銹鋼纖維上制備出具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)；其中殼是由二氧化鈦溶膠干燥后形成的二氧化鈦凝膠，該種二氧化鈦凝膠中含有機物成分(如P123)；核是不銹鋼纖維；然后在溫度為450°C下進行高溫煅燒M小時，使具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)中的殼層有機物被氧化除去，形成二氧化鈦殼層，在形成二氧化鈦殼層的同時，二氧化鈦殼層開裂得到二氧化鈦微彈簧。
將帶有不銹鋼纖維核材料的殼層開裂得到的二氧化鈦微彈簧在SUSSMP5分析探針臺(Karl Suss公司)中，通過微操作臂除去。
實施例8.
(1)將直徑為20微米的鎳合金纖維依次用純凈水、丙酮、乙醇進行清洗，氮氣吹干；然后將清洗干凈的鎳合金纖維用雙組份硅橡膠固定在一底邊長度為5厘米，高為2厘米，材質(zhì)為不銹鋼合金的U型支架上；
(2)將1克P123(分子量為5800)溶于IOmL無水乙醇中，在室溫下攪拌，使P123 完全溶解得到P123乙醇溶液，用IM鹽酸調(diào)節(jié)P123溶液的pH值為2. 6，再加入6. 2克鈦酸四丁酯攪拌30分鐘，使之形成均勻穩(wěn)定的二氧化鈦溶膠，其質(zhì)量為18. 4克；
(3)將步驟(1)固定有鎳合金纖維的U型支架浸漬到步驟( 得到的二氧化鈦溶膠中，采用提拉法，將固定有鎳合金纖維的U型支架從二氧化鈦溶膠中提拉出來，干燥12 24小時，在玻璃纖維上制備出具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)；其中殼是由二氧化鈦溶膠干燥后形成的二氧化鈦凝膠，該種二氧化鈦凝膠中含有機物成分(如P123)；核是鎳合金纖維；然后在溫度為450°C下進行高溫煅燒M小時，使具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)中的殼層有機物被氧化除去，形成二氧化鈦殼層，在形成二氧化鈦殼層的同時，二氧化鈦殼層開裂得到二氧化鈦微彈簧。
將帶有鎳合金纖維核材料的殼層開裂得到的二氧化鈦微彈簧在SUSSMP5分析探針臺(Karl Suss公司)中，通過微操作臂除去。
實施例9.
(1)將直徑為20微米的凱夫拉纖維依次用純凈水、丙酮、乙醇進行清洗，氮氣吹干；然后將清洗干凈的凱夫拉纖維用雙組份硅橡膠固定在一底邊長度為5厘米，高為2厘米，材質(zhì)為不銹鋼合金的U型支架上；
(2)將1克P123(分子量為5800)溶于IOmL無水乙醇中，在室溫下攪拌，使P123 完全溶解得到P123乙醇溶液，用IM鹽酸調(diào)節(jié)P123溶液的pH值為2. 6，再加入6. 2克鈦酸四丁酯攪拌30分鐘，使之形成均勻穩(wěn)定的二氧化鈦溶膠，其質(zhì)量為18. 4克；
(3)將步驟(1)固定有凱夫拉纖維的U型支架浸漬到步驟( 得到的二氧化鈦溶膠中，采用提拉法，將固定有鎳合金纖維的U型支架從二氧化鈦溶膠中提拉出來，干燥12 24小時，在玻璃纖維上制備出具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)；其中殼是由二氧化鈦溶膠干燥后形成的二氧化鈦凝膠，該種二氧化鈦凝膠中含有機物成分(如P123)；核是凱夫拉纖維；然后在溫度為450°C下進行高溫煅燒M小時，使具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)中的殼層有機物被氧化除去，形成二氧化鈦殼層，在形成二氧化鈦殼層的同時，二氧化鈦殼層開裂得到二氧化鈦微彈簧。
將帶有凱夫拉纖維核材料的殼層開裂得到的二氧化鈦微彈簧在SUSSMP5分析探針臺(Karl Suss公司)中，通過微操作臂除去。
實施例10.
(1)將直徑為5微米的玻璃纖維依次用純凈水、丙酮、乙醇進行清洗，氮氣吹干；然后將清洗干凈的玻璃纖維用雙組份硅橡膠固定在一底邊長度為5厘米，高為2厘米，材質(zhì)為不銹鋼合金的U型支架上；
(2)將1克F68(分子量為8350)溶于IOmL無水乙醇中，在室溫下攪拌，使F68完全溶解得到F68乙醇溶液，用IM鹽酸調(diào)節(jié)F68溶液的pH值為2. 6，再加入6. 2克鈦酸四丁酯攪拌30分鐘，使之形成均勻穩(wěn)定的二氧化鈦溶膠，其質(zhì)量為18. 4克；
(3)將步驟(1)固定有玻璃纖維的U型支架浸漬到步驟( 得到的二氧化鈦溶膠中，采用提拉法，將固定有玻璃纖維的U型支架從二氧化鈦溶膠中提拉出來，干燥12 M 小時，在玻璃纖維上制備出具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)；其中殼是由二氧化鈦溶膠干燥后形成的二氧化鈦凝膠，該種二氧化鈦凝膠中含有機物成分(如F68)；核是玻璃纖維；然后在溫度為450°C下進行高溫煅燒M小時，使具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)中的殼層有機物被氧化除去，形成二氧化鈦殼層，在形成二氧化鈦殼層的同時，二氧化鈦殼層開裂得到二氧化鈦微彈簧。
將帶有玻璃纖維核材料的殼層開裂得到的二氧化鈦微彈簧在SuSS MP5分析探針臺(Karl Suss公司)中，通過微操作臂除去。
實施例11.
(1)將直徑為5微米的玻璃纖維依次用純凈水、丙酮、乙醇進行清洗，氮氣吹干；然后將清洗干凈的玻璃纖維用雙組份硅橡膠固定在一底邊長度為5厘米，高為2厘米，材質(zhì)為不銹鋼合金的U型支架上；
(2)將1克F127(分子量為11500)溶于IOmL無水乙醇中，在室溫下攪拌，使F127 完全溶解得到F127乙醇溶液，用IM鹽酸調(diào)節(jié)F127溶液的pH值為2. 6，再加入6. 2克鈦酸四丁酯攪拌30分鐘，使之形成均勻穩(wěn)定的二氧化鈦溶膠，其質(zhì)量為18. 4克；
(3)將步驟(1)固定有玻璃纖維的U型支架浸漬到步驟( 得到的二氧化鈦溶膠中，采用提拉法，將固定有玻璃纖維的U型支架從二氧化鈦溶膠中提拉出來，干燥12 M 小時，在玻璃纖維上制備出具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)；其中殼是由二氧化鈦溶膠干燥后形成的二氧化鈦凝膠，該種二氧化鈦凝膠中含有機物成分(如F127)；核是玻璃纖維；然后在溫度為450°C下進行高溫煅燒M小時，使具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)中的殼層有機物被氧化除去，形成二氧化鈦殼層，在形成二氧化鈦殼層的同時，二氧化鈦殼層開裂得到二氧化鈦微彈簧。
將帶有玻璃纖維核材料的殼層開裂得到的二氧化鈦微彈簧在SuSS MP5分析探針臺(Karl Suss公司)中，通過微操作臂除去。
實施例12.
(1)將直徑為5微米的玻璃纖維依次用純凈水、丙酮、乙醇進行清洗，氮氣吹干；然后將清洗干凈的玻璃纖維用雙組份硅橡膠固定在一底邊長度為5厘米，高為2厘米，材質(zhì)為不銹鋼合金的U型支架上；
(2)將1克PVP (分子量為1300000)溶于IOmL無水乙醇中，在室溫下攪拌，使PVP 完全溶解得到透明溶液，用IM鹽酸調(diào)節(jié)PVP溶液的pH值為2. 6，再加入6. 2克鈦酸四丁酯攪拌30分鐘，使之形成均勻穩(wěn)定的二氧化鈦溶膠，其質(zhì)量為18. 4克；
(3)將步驟(1)固定有玻璃纖維的U型支架浸漬到步驟( 得到的二氧化鈦溶膠中，采用提拉法，將固定有玻璃纖維的U型支架從二氧化鈦溶膠中提拉出來，干燥12 M小時，在玻璃纖維上制備出具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)；其中殼是由二氧化鈦溶膠干燥后形成的二氧化鈦凝膠，該種二氧化鈦凝膠中含有機物成分(如PVP)；核是玻璃纖維；然后在溫度為450°C下進行高溫煅燒M小時，使具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)中的殼層有機物被氧化除去，形成二氧化鈦殼層，在形成二氧化鈦殼層的同時，二氧化鈦殼層開裂得到二氧化鈦微彈簧。
將帶有玻璃纖維核材料的殼層開裂得到的二氧化鈦微彈簧在SuSS MP5分析探針臺(Karl Suss公司)中，通過微操作臂除去。
實施例13.
(1)將直徑為5微米的玻璃纖維依次用純凈水、丙酮、乙醇進行清洗，氮氣吹干；然后將清洗干凈的玻璃纖維用雙組份硅橡膠固定在一底邊長度為5厘米，高為2厘米，材質(zhì)為不銹鋼合金的U型支架上；
(2)將1克PMMA (分子量為350000)溶于IOmL DMF中，在室溫下攪拌，使PMMA完全溶解得到透明溶液，用IM鹽酸調(diào)節(jié)PMMA溶液的pH值為2. 6，再加入6. 2克鈦酸四丁酯攪拌30分鐘，使之形成均勻穩(wěn)定的二氧化鈦溶膠，其質(zhì)量為18. 4克；
(3)將步驟(1)固定有玻璃纖維的U型支架浸漬到步驟( 得到的二氧化鈦溶膠中，采用提拉法，將固定有玻璃纖維的U型支架從二氧化鈦溶膠中提拉出來，干燥12 M 小時，在玻璃纖維上制備出具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)；其中殼是由二氧化鈦溶膠干燥后形成的二氧化鈦凝膠，該種二氧化鈦凝膠中含有機物成分(如PMMA)；核是玻璃纖維；然后在溫度為450°C下進行高溫煅燒M小時，使具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)中的殼層有機物被氧化除去，形成二氧化鈦殼層，在形成二氧化鈦殼層的同時，二氧化鈦殼層開裂得到二氧化鈦微彈簧。
將帶有玻璃纖維核材料的殼層開裂得到的二氧化鈦微彈簧在SuSS MP5分析探針臺(Karl Suss公司)中，通過微操作臂除去。
實施例14.
(1)將直徑為5微米的玻璃纖維依次用純凈水、丙酮、乙醇進行清洗，氮氣吹干；然后將清洗干凈的玻璃纖維用雙組份硅橡膠固定在一底邊長度為5厘米，高為2厘米，材質(zhì)為不銹鋼合金的U型支架上；
(2)將1克PMMA (分子量為350000)溶于IOmL THF中，在室溫下攪拌，使PMMA完全溶解得到透明溶液，用IM鹽酸調(diào)節(jié)PMMA溶液的pH值為2. 6，再加入6. 2克鈦酸四丁酯攪拌30分鐘，使之形成均勻穩(wěn)定的二氧化鈦溶膠，其質(zhì)量為18. 4克；
(3)將步驟(1)固定有玻璃纖維的U型支架浸漬到步驟( 得到的二氧化鈦溶膠中，采用提拉法，將固定有玻璃纖維的U型支架從二氧化鈦溶膠中提拉出來，干燥12 M 小時，在玻璃纖維上制備出具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)；其中殼是由二氧化鈦溶膠干燥后形成的二氧化鈦凝膠，該種二氧化鈦凝膠中含有機物成分(如PMMA)；核是玻璃纖維；然后在溫度為450°C下進行高溫煅燒M小時，使具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)中的殼層有機物被氧化除去，形成二氧化鈦殼層，在形成二氧化鈦殼層的同時，二氧化鈦殼層開裂得到二氧化鈦微彈簧。
將帶有玻璃纖維核材料的殼層開裂得到的二氧化鈦微彈簧在SuSS MP5分析探針臺(Karl Suss公司)中，通過微操作臂除去。
實施例15.
(1)將直徑為5微米的玻璃纖維依次用純凈水、丙酮、乙醇進行清洗，氮氣吹干；然后將清洗干凈的玻璃纖維用雙組份硅橡膠固定在一底邊長度為5厘米，高為2厘米，材質(zhì)為不銹鋼合金的U型支架上；
(2)將1克P123(分子量為5800)溶于IOmL異丙醇中，在室溫下攪拌，使P123完全溶解得到P123異丙醇溶液，用IM鹽酸調(diào)節(jié)P123溶液的pH值為2. 6，再加入6. 2克鈦酸四丁酯攪拌30分鐘，使之形成均勻穩(wěn)定的二氧化鈦溶膠，其質(zhì)量為18. 4克；
(3)將步驟(1)固定有玻璃纖維的U型支架浸漬到步驟( 得到的二氧化鈦溶膠中，采用提拉法，將固定有玻璃纖維的U型支架從二氧化鈦溶膠中提拉出來，干燥12 M 小時，在玻璃纖維上制備出具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)；其中殼是由二氧化鈦溶膠干燥后形成的二氧化鈦凝膠，該種二氧化鈦凝膠中含有機物成分(如P123)；核是玻璃纖維；然后在溫度為450°C下進行高溫煅燒M小時，使具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)中的殼層有機物被氧化除去，形成二氧化鈦殼層，在形成二氧化鈦殼層的同時，二氧化鈦殼層開裂得到二氧化鈦微彈簧。
將帶有玻璃纖維核材料的殼層開裂得到的二氧化鈦微彈簧在SuSS MP5分析探針臺(Karl Suss公司)中，通過微操作臂除去。
實施例16.
(1)將直徑為5微米的玻璃纖維依次用純凈水、丙酮、乙醇進行清洗，氮氣吹干；然后將清洗干凈的玻璃纖維用雙組份硅橡膠固定在一底邊長度為5厘米，高為2厘米，材質(zhì)為不銹鋼合金的U型支架上；
(2)將1克P123(分子量為5800)溶于IOmL異丙醇中，在室溫下攪拌，使P123完全溶解得到P123異丙醇溶液，用IM硫酸調(diào)節(jié)P123溶液的pH值為2. 6，再加入6. 2克鈦酸四丁酯攪拌30分鐘，使之形成均勻穩(wěn)定的二氧化鈦溶膠，其質(zhì)量為18. 4克；
(3)將步驟(1)固定有玻璃纖維的U型支架浸漬到步驟( 得到的二氧化鈦溶膠中，采用提拉法，將固定有玻璃纖維的U型支架從二氧化鈦溶膠中提拉出來，干燥12 M 小時，在玻璃纖維上制備出具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)；其中殼是由二氧化鈦溶膠干燥后形成的二氧化鈦凝膠，該種二氧化鈦凝膠中含有機物成分(如P123)；核是玻璃纖維；然后在溫度為450°C下進行高溫煅燒M小時，使具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)中的殼層有機物被氧化除去，形成二氧化鈦殼層，在形成二氧化鈦殼層的同時，二氧化鈦殼層開裂得到二氧化鈦微彈簧。
將帶有玻璃纖維核材料的殼層開裂得到的二氧化鈦微彈簧在SuSS MP5分析探針臺(Karl Suss公司)中，通過微操作臂除去。
實施例17.
(1)將直徑為5微米的玻璃纖維依次用純凈水、丙酮、乙醇進行清洗，氮氣吹干；然后將清洗干凈的玻璃纖維用雙組份硅橡膠固定在一底邊長度為5厘米，高為2厘米，材質(zhì)為不銹鋼合金的U型支架上；
(2)將1克P123(分子量為5800)溶于IOmL異丙醇中，在室溫下攪拌，使P123完全溶解得到P123異丙醇溶液，用IM硝酸調(diào)節(jié)P123溶液的pH值為2. 6，再加入6. 2克鈦酸四丁酯攪拌30分鐘，使之形成均勻穩(wěn)定的二氧化鈦溶膠，其質(zhì)量為18. 4克；
(3)將步驟(1)固定有玻璃纖維的U型支架浸漬到步驟( 得到的二氧化鈦溶膠中，采用提拉法，將固定有玻璃纖維的U型支架從二氧化鈦溶膠中提拉出來，干燥12 M 小時，在玻璃纖維上制備出具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)；其中殼是由二氧化鈦溶膠干燥后形成的二氧化鈦凝膠，該種二氧化鈦凝膠中含有機物成分(如P123)；核是玻璃纖維；然后在溫度為450°C下進行高溫煅燒M小時，使具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)中的殼層有機物被氧化除去，形成二氧化鈦殼層，在形成二氧化鈦殼層的同時，二氧化鈦殼層開裂得到二氧化鈦微彈簧。
將帶有玻璃纖維核材料的殼層開裂得到的二氧化鈦微彈簧在SuSS MP5分析探針臺(Karl Suss公司)中，通過微操作臂除去。
實施例18.
(1)將直徑為5微米的玻璃纖維依次用純凈水、丙酮、乙醇進行清洗，氮氣吹干；然后將清洗干凈的玻璃纖維用雙組份硅橡膠固定在一底邊長度為5厘米，高為2厘米，材質(zhì)為不銹鋼合金的U型支架上；
(2)將1克P123(分子量為5800)溶于IOmL異丙醇中，在室溫下攪拌，使P123完全溶解得到P123異丙醇溶液，用IM醋酸調(diào)節(jié)P123溶液的pH值為2. 6，再加入6. 2克鈦酸四丁酯攪拌30分鐘，使之形成均勻穩(wěn)定的二氧化鈦溶膠，其質(zhì)量為18. 4克；
(3)將步驟(1)固定有玻璃纖維的U型支架浸漬到步驟( 得到的二氧化鈦溶膠中，采用提拉法，將固定有玻璃纖維的U型支架從二氧化鈦溶膠中提拉出來，干燥12 M 小時，在玻璃纖維上制備出具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)；其中殼是由二氧化鈦溶膠干燥后形成的二氧化鈦凝膠，該種二氧化鈦凝膠中含有機物成分(如P123)；核是玻璃纖維；然后在溫度為450°C下進行高溫煅燒M小時，使具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)中的殼層有機物被氧化除去，形成二氧化鈦殼層，在形成二氧化鈦殼層的同時，二氧化鈦殼層開裂得到二氧化鈦微彈簧。
將帶有玻璃纖維核材料的殼層開裂得到的二氧化鈦微彈簧在SuSS MP5分析探針臺(Karl Suss公司)中，通過微操作臂除去。
實施例19.
(1)將直徑為5微米的玻璃纖維依次用純凈水、丙酮、乙醇進行清洗，氮氣吹干；然后將清洗干凈的玻璃纖維用雙組份硅橡膠固定在一底邊長度為5厘米，高為2厘米，材質(zhì)為不銹鋼合金的U型支架上；
(2)將1克P123(分子量為5800)溶于IOmL乙醇中，在室溫下攪拌，使P123完全溶解得到P123乙醇溶液，用IM鹽酸調(diào)節(jié)P123溶液的pH值為2. 6，再加入3. 74克正硅酸乙酯攪拌30分鐘，使之形成均勻穩(wěn)定的二氧化硅溶膠，其質(zhì)量為15. 9克；
(3)將步驟(1)固定有玻璃纖維的U型支架浸漬到步驟( 得到的二氧化鈦溶膠中，采用提拉法，將固定有玻璃纖維的U型支架從二氧化硅溶膠中提拉出來，干燥12 M 小時，在玻璃纖維上制備出具有核殼結構的二氧化硅凝膠紡錘節(jié)；其中殼是由二氧化硅溶膠干燥后形成的二氧化硅凝膠，該種二氧化硅凝膠中含有機物成分(如P123)；核是玻璃纖維；然后在溫度為450°C下進行高溫煅燒M小時，使具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)中的殼層有機物被氧化除去，形成二氧化硅殼層，在形成二氧化硅殼層的同時，二氧化硅殼層開裂得到二氧化硅微彈簧。
將帶有玻璃纖維核材料的殼層開裂得到的二氧化硅微彈簧在SuSS MP5分析探針臺(Karl Suss公司)中，通過微操作臂除去。
實施例20.
(1)將直徑為5微米的玻璃纖維依次用純凈水、丙酮、乙醇進行清洗，氮氣吹干；然后將清洗干凈的玻璃纖維用雙組份硅橡膠固定在一底邊長度為5厘米，高為2厘米，材質(zhì)為不銹鋼合金的U型支架上；
(2)將1克P123(分子量為5800)溶于IOmL乙醇中，在室溫下攪拌，使P123完全溶解得到P123乙醇溶液，用IM鹽酸調(diào)節(jié)P123溶液的pH值為2. 6，再加入3. 67克異丙醇鋁攪拌30分鐘，使之形成均勻穩(wěn)定的氧化鋁溶膠，其質(zhì)量為15. 9克；
(3)將步驟⑴固定有玻璃纖維的U型支架浸漬到步驟⑵得到的氧化鋁溶膠中， 采用提拉法，將固定有玻璃纖維的U型支架從氧化鋁溶膠中提拉出來，干燥12 M小時， 在玻璃纖維上制備出具有核殼結構的氧化鋁凝膠紡錘節(jié)；其中殼是由氧化鋁溶膠干燥后形成的氧化鋁凝膠，該種氧化鋁凝膠中含有機物成分(如P12!3)；核是玻璃纖維；然后在溫度為450°C下進行高溫煅燒M小時，使具有核殼結構的氧化鋁凝膠紡錘節(jié)中的殼層有機物被氧化除去，形成氧化鋁殼層，在形成氧化鋁殼層的同時，氧化鋁殼層開裂得到氧化鋁微彈ο
將帶有玻璃纖維核材料的殼層開裂得到的氧化鋁微彈簧在SuSS MP5分析探針臺 (Karl Suss公司)中，通過微操作臂除去。
實施例21.
(1)將直徑為5微米的玻璃纖維依次用純凈水、丙酮、乙醇進行清洗，氮氣吹干；然后將清洗干凈的玻璃纖維用雙組份硅橡膠固定在一底邊長度為5厘米，高為2厘米，材質(zhì)為不銹鋼合金的U型支架上；
(2)將1克P123(分子量為5800)溶于IOmL乙醇中，在室溫下攪拌，使P123完全溶解得到P123乙醇溶液，用IM鹽酸調(diào)節(jié)P123溶液的pH值為2. 6，再加入6. 9克鋯酸四丁酯攪拌30分鐘，使之形成均勻穩(wěn)定的氧化鋯溶膠，其質(zhì)量為19. 1克；
(3)將步驟⑴固定有玻璃纖維的U型支架浸漬到步驟⑵得到的氧化鋁溶膠中， 采用提拉法，將固定有玻璃纖維的U型支架從氧化鋯溶膠中提拉出來，干燥12 M小時， 在玻璃纖維上制備出具有核殼結構的氧化鋯鎬凝膠紡錘節(jié)；其中殼是由氧化鋯溶膠干燥后形成的氧化鋯凝膠，該種氧化鋯凝膠中含有機物成分(如P12!3)；核是玻璃纖維；然后在溫度為450°C下進行高溫煅燒M小時，使具有核殼結構的氧化鋯凝膠紡錘節(jié)中的殼層有機物被氧化除去，形成氧化鋯殼層，在形成氧化鋯殼層的同時，氧化鋯殼層開裂得到氧化鋯微彈ο
將帶有玻璃纖維核材料的殼層開裂得到的氧化鋯微彈簧在SuSS MP5分析探針臺 (Karl Suss公司)中，通過微操作臂除去。
實施例22.
(1)將直徑為5微米的玻璃纖維依次用純凈水、丙酮、乙醇進行清洗，氮氣吹干；然后將清洗干凈的玻璃纖維用雙組份硅橡膠固定在一底邊長度為5厘米，高為2厘米，材質(zhì)為不銹鋼合金的U型支架上；
(2)將1克P123(分子量為5800)溶于IOmL無水乙醇中，在室溫下攪拌，使P123完全溶解得到P123乙醇溶液，用IM鹽酸調(diào)節(jié)P123溶液的pH值為2. 6，再加入7. 23克硝酸鐵攪拌30分鐘，使之形成均勻穩(wěn)定的氧化鐵溶膠，其質(zhì)量為19. 4克；
(3)將步驟⑴固定有玻璃纖維的U型支架浸漬到步驟⑵得到的氧化鐵溶膠中， 采用提拉法，將固定有玻璃纖維的U型支架從氧化鐵溶膠中提拉出來，干燥12 M小時， 在玻璃纖維上制備出具有核殼結構的氧化鐵凝膠紡錘節(jié)；其中殼是由氧化鐵溶膠干燥后形成的氧化鐵凝膠，該種氧化鐵凝膠中含有機物成分(如P12!3)；核是玻璃纖維；然后在溫度為450°C下進行高溫煅燒M小時，使具有核殼結構的氧化鐵凝膠紡錘節(jié)中的殼層有機物被氧化除去，形成氧化鐵殼層，在形成氧化鐵殼層的同時，氧化鐵殼層開裂得到氧化鐵微彈ο
將帶有玻璃纖維核材料的殼層開裂得到的氧化鐵微彈簧在SuSS MP5分析探針臺 (Karl Suss公司)中，通過微操作臂除去。
實施例23.
(1)將直徑為5微米的玻璃纖維依次用純凈水、丙酮、乙醇進行清洗，氮氣吹干；然后將清洗干凈的玻璃纖維用雙組份硅橡膠固定在一底邊長度為5厘米，高為2厘米，材質(zhì)為不銹鋼合金的U型支架上；
(2)將1克P123(分子量為5800)溶于IOmL無水乙醇中，在室溫下攪拌，使P123 完全溶解得到P123乙醇溶液，用IM鹽酸調(diào)節(jié)P123溶液的pH值為2. 6，再加入加入7. 2克硝酸鐵和8. 7克硝酸鉍，攪拌30分鐘，使之形成均勻穩(wěn)定的鉍酸鐵溶膠，其質(zhì)量為觀.1克；
(3)將步驟(1)固定有玻璃纖維的U型支架浸漬到步驟( 得到的鉍酸鐵溶膠中， 采用提拉法，將固定有玻璃纖維的U型支架從鉍酸鐵溶膠中提拉出來，干燥12 M小時， 在玻璃纖維上制備出具有核殼結構的鉍酸鐵凝膠紡錘節(jié)；其中殼是由鉍酸鐵溶膠干燥后形成的鉍酸鐵凝膠，該種鉍酸鐵凝膠中含有機物成分(如P12!3)；核是玻璃纖維；然后在溫度為450°C下進行高溫煅燒M小時，使具有核殼結構的鉍酸鐵凝膠紡錘節(jié)中的殼層有機物被氧化除去，形成鉍酸鐵殼層，在形成鉍酸鐵殼層的同時，鉍酸鐵殼層開裂得到氧化鐵微彈ο
將帶有玻璃纖維核材料的殼層開裂得到的鉍酸鐵微彈簧在SuSS MP5分析探針臺 (Karl Suss公司)中，通過微操作臂除去。
實施例
(1)將直徑為5微米的玻璃纖維依次用純凈水、丙酮、乙醇進行清洗，氮氣吹干；然后將清洗干凈的玻璃纖維用雙組份硅橡膠固定在一底邊長度為5厘米，高為2厘米，材質(zhì)為不銹鋼合金的U型支架上；
(2)將1克P123(分子量為5800)溶于IOmL無水乙醇中，在室溫下攪拌，使P123 完全溶解得到P123乙醇溶液，用IM鹽酸調(diào)節(jié)P123溶液的pH值為2. 6，再加入6. 2克鈦酸四丁酯攪拌30分鐘，使之形成均勻穩(wěn)定的二氧化鈦溶膠，其質(zhì)量為18. 4克；
(3)將步驟(1)固定有玻璃纖維的U型支架浸漬到步驟( 得到的二氧化鈦溶膠中，采用提拉法，將固定有玻璃纖維的U型支架從二氧化鈦溶膠中提拉出來，干燥12 M 小時，在玻璃纖維上制備出具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)；其中殼是由二氧化鈦溶膠干燥后形成的二氧化鈦凝膠，該種二氧化鈦凝膠中含有機物成分(如P123)；核是玻璃纖維；然后在溫度為500°C下進行高溫煅燒M小時，使具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)中的殼層有機物被氧化除去，形成二氧化鈦殼層，在形成二氧化鈦殼層的同時，二氧化鈦殼層開裂得到二氧化鈦微彈簧。
將帶有玻璃纖維核材料的殼層開裂得到的二氧化鈦微彈簧在SuSS MP5分析探針臺(Karl Suss公司)中，通過微操作臂除去。
實施例25.
(1)將直徑為5微米的玻璃纖維依次用純凈水、丙酮、乙醇進行清洗，氮氣吹干；然后將清洗干凈的玻璃纖維用雙組份硅橡膠固定在一底邊長度為5厘米，高為2厘米，材質(zhì)為不銹鋼合金的U型支架上；
(2)將1克P123(分子量為5800)溶于IOmL無水乙醇中，在室溫下攪拌，使P123 完全溶解得到P123乙醇溶液，用IM鹽酸調(diào)節(jié)P123溶液的pH值為2. 6，再加入6. 2克鈦酸四丁酯攪拌30分鐘，使之形成均勻穩(wěn)定的二氧化鈦溶膠，其質(zhì)量為18. 4克；
(3)將步驟(1)固定有玻璃纖維的U型支架浸漬到步驟( 得到的二氧化鈦溶膠中，采用提拉法，將固定有玻璃纖維的U型支架從二氧化鈦溶膠中提拉出來，干燥12 M 小時，在玻璃纖維上制備出具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)；其中殼是由二氧化鈦溶膠干燥后形成的二氧化鈦凝膠，該種二氧化鈦凝膠中含有機物成分(如P123)；核是玻璃纖維；然后在溫度為600°C下進行高溫煅燒48小時，使具有核殼結構的二氧化鈦凝膠紡錘節(jié)中的殼層有機物被氧化除去，形成二氧化鈦殼層，在形成二氧化鈦殼層的同時，二氧化鈦殼層開裂得到二氧化鈦微彈簧。
將帶有玻璃纖維核材料的殼層開裂得到的二氧化鈦微彈簧在SuSS MP5分析探針臺(Karl Suss公司)中，通過微操作臂除去。
權利要求
1.一種微彈簧的制備方法，其特征是，所述的方法包括以下步驟(1)將清洗干凈的硬質(zhì)纖維材料用密封膠固定在U型支架上；(2)將聚合物溶于有機溶劑中，攪拌，使聚合物完全溶解，得到聚合物溶液，再用酸溶液調(diào)節(jié)所得聚合物溶液呈酸性，然后再加入氧化物溶膠的前軀體，攪拌，使之形成均勻穩(wěn)定的氧化物溶膠；(3)將步驟(1)固定有硬質(zhì)纖維材料的U型支架浸漬到步驟( 得到的氧化物溶膠中， 采用提拉法，將固定有硬質(zhì)纖維材料的U型支架從氧化物溶膠中提拉出來，干燥，在硬質(zhì)纖維材料上制備出具有核殼結構的氧化物凝膠紡錘節(jié)；其中殼是由氧化物溶膠干燥后形成的氧化物凝膠，核是硬質(zhì)纖維材料；然后進行煅燒，使具有核殼結構的氧化物凝膠紡錘節(jié)中的殼層有機物被氧化除去，形成無機氧化物殼層，在形成無機氧化物殼層的同時，殼層開裂得到無機氧化物微彈簧。
2.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征是將帶有硬質(zhì)纖維核材料的殼層開裂得到的無機氧化物微彈簧在SuSS MP5分析探針臺中，通過微操作臂除去。
3.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征是所述的硬質(zhì)纖維材料的直徑為5 80 微米；所述的硬質(zhì)纖維材料選自碳纖維、玻璃纖維、不銹鋼絲、鎳合金絲、凱夫拉纖維中的一種。
4.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征是所述的形成均勻穩(wěn)定的氧化物溶膠中的聚合物與氧化物溶膠的前驅(qū)體的摩爾比值為1 18 1 234000。
5.根據(jù)權利要求1或4所述的制備方法，其特征是所述的聚合物選自聚醚、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯中的一種。
6.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征是所述的有機溶劑選自N，N-二甲基甲酰胺、乙醇、異丙醇、四氫呋喃中的一種。
7.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征是所述的酸溶液選自鹽酸、硫酸、硝酸、醋酸中的一種。
8.根據(jù)權利要求1或4所述的制備方法，其特征是所述的氧化物溶膠的前軀體選自異丙醇鈦、正硅酸四乙酯、鈦酸四丁酯、鋯酸四丁酯、異丙醇鋁、硝酸鉍、硝酸鐵所組成的組中的至少一種。
9.根據(jù)權利要求1或4所述的制備方法，其特征是所述的氧化物溶膠選自二氧化鈦溶膠、二氧化硅溶膠、二氧化鋯溶膠、氧化鋁溶膠、氧化鐵溶膠和鉍酸鐵溶膠所組成的組中的一種。
10.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征是所述的煅燒的溫度為450 600°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及以斷裂控制法進行制備微彈簧的方法。本發(fā)明是基于控制三維尺度的斷裂而制備出微彈簧狀。本發(fā)明在直徑為微米尺度的硬質(zhì)纖維材料上包覆一層氧化物溶膠，通過氧化物溶膠的液膜的破裂形成了以硬質(zhì)纖維材料為核、氧化物溶膠為殼的核殼結構的紡錘節(jié)，當該種紡錘節(jié)的氧化物溶膠殼層中的溶劑揮發(fā)后，形成氧化物凝膠為殼的核殼結構的紡錘節(jié)。由于紡錘節(jié)的特殊的核殼結構和異質(zhì)的核殼組成，該種紡錘節(jié)不僅具有弱的核殼界面，并且具有不同的熱膨脹系數(shù)。當該種紡錘節(jié)被加熱處理時，具有不同熱膨脹系數(shù)的核殼材料產(chǎn)生熱應力。在熱應力作用下，紡錘節(jié)的弱界面處發(fā)生開裂，在殼層形成規(guī)則的微彈簧。
文檔編號B81C99/00GK102515092SQ20111039733
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月2日 優(yōu)先權日2011年12月2日
發(fā)明者江雷, 王莉, 趙勇 申請人:中國科學院化學研究所