金属化合物膜材料及其制备方法 技术领域
本发明涉及膜材料技术领域，具体涉及一种金属化合物膜材料及其制备方法。
背景技术
目前无机化合物膜材料的制备方法是利用材料表面处理技术或沉积技术在衬底(或零件)表面形成纳米以至微米级尺寸厚度的膜。表面处理方法主要有表面扩散渗入法、化学转化方法、电化学转化方法等，如申请号为01107430.2的中国发明专利描述了一种铝制锅快速阳极硬质氧化方法，其特征是将铝制锅在常温碱液中去污后在40℃～50℃的温度条件下加表面活化剂活化，再进行硬质阳极氧化处理，最后用化学封孔剂和纯水对表面封孔，制备获得氧化膜保护层；申请号为90101981.X的中国发明专利描述了一种镀铝薄膜化学氧化法，工艺过程为：首先在基底材料制备镀铝膜层，然后在镀铝膜层表面用磷酸、铬酸盐氧化法制取氧化膜保护层。制造薄膜的沉积技术主要包括物理气相沉积方法(PVD)和化学气相沉积方法(CVD)。通过上述材料表面处理技术或沉积技术制备获得的膜材料总是附着在衬底(或零件)的表面，实际上是表面膜，总是与衬底结合在一起的，衬底材料的厚度远大于薄膜材料的厚度，这种情况下无法单独对膜材料进行使用。但在很多情况下，单纯的金属化合物薄膜具有不同于附着在衬底上的性能，在工业生产中有广泛的应用，而现有技术仍无法制备获得单纯的不是附着在衬底材料上的金属化合物膜材料。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术地缺点，提供一种不是附着在衬底材料上的单纯的金属化合物膜材料的制备方法。
本发明的另一目的在于提供一种由上述方法制备的金属化合物膜材料。
本发明的目的通过下述技术方案实现：本金属化合物膜材料的制备方法包括下述步骤：使厚度小于100μm的金属膜片参与化学反应，将整片金属膜片转变成薄的金属化合物，从而获得本发明的金属化合物膜材料。
所述金属膜片可以是两侧表面同时参与化学反应，也可是单侧表面参与化学反应(当厚度小于50μm时)。
所述金属膜片参与化学反应是将金属膜片与液体发生化学反应，从而将薄的金属膜片转变成薄的金属化合物膜材料。所述液体可以是酸溶液，如硫酸、硝酸等化学溶液；或是非金属液体，如溴水、液体硫等。
所述金属膜片参与化学反应是将金属膜片与气体发生化学反应，从而将薄的金属膜片转变成薄的金属化合物膜材料。所述气体可以是非金属气体，如氧气、氮气、氯气等；或是加热升华为气体的非金属，如气态碘、气态磷、气态砷等。
所述金属膜片参与化学反应是将金属膜片作为电化学阳极氧化的阳极进行氧化反应，从而将薄的金属膜片转变成薄的金属化合物膜材料。
所述金属包括一般的金属材料，如铝、锌、铁、铜、锡等，还包括硅。
上述技术方案中，薄的金属膜片大部分或全部转变成薄的金属化合物膜材料都可实现本发明的技术目的。
由上述方法制备的金属化合物膜材料应用范围比较广泛，如可应用于气体或液体的精细过滤、可作为光敏功能材料或气敏功能材料使用等。
本发明的作用原理是：当金属材料发生化学反应时，在金属材料的表面形成金属化合物，经研究发现在金属表面形成的金属化合物厚度一般小于50μm，如将金属材料的厚度减少为小于100μm的厚度，并使其两面同时发生化学反应即可将整片金属材料全部或大部分转化成金属化合物，形成金属化合物膜材料；对于厚度较薄的金属膜材料，如小于50μm，那么单面发生化学反应即可使整片金属膜转化成金属化合物膜材料。
本发明与现有技术相比具有如下的优点及效果：
1、本发明方法操作简单，容易实现，可以有效、快速、方便、完整地制得独立存在的微米厚度的金属化合物膜材料，实现现有膜制备方法所不能实现的发明目的。
2、本发明获得的金属化合物膜材料是一种全新的工业材料，可以应用在很多技术领域中，具有较好的市场前景，在工业生产中使用可带来巨大的经济效益。
3、本发明工艺简单，制备效率高，经济成本低，适合于大批量生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
用厚度为30μm的纯铝薄片，作为阳极氧化的阳极放入浓度为1mol/L的硫酸电解溶液中，硫酸电解溶液的温度为3℃，阳极电流密度为4A/dm2，电解槽的电压为100V；在此过程中，铝发生氧化反应转化成三氧化二铝，并在厚度方向形成通孔隙，孔隙的大小可以通过调整工艺参数控制。本发明经阳极氧化将纯铝薄片转变成具有微小通孔隙的三氧化二铝陶瓷膜材料，可用于气体和液体的精细过滤。
实施例2
把块体硫置于玻璃烧杯中，放在加热炉中加热至130℃，并进行保温，使硫熔化成液体，然后将10μm厚的锌箔展开浸泡在硫液中，并将加热炉抽真空，继续保温，使锌箔与硫充分反应生成硫化锌，把锌箔转化成硫化锌箔之后，将硫化锌箔材料从硫液中取出，从而制备获得具有光敏功能作用的硫化锌膜材料。
实施例3
将5μm厚的锡箔展开置于充有氧气的加热炉中加热至200℃，并进行保温，使锡氧化成氧化锡，把锡箔转化成氧化锡箔之后，将氧化锡箔材料从加热炉中取出，从而制备获得具有气敏功能作用的氧化锡膜材料。