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申请/专利权人：北京航空航天大学

摘要：本申请公开了一种具有多级次结构的类牙釉质仿生复合材料及其制备方法。所述制备方法步骤如下：采用湿法纺丝技术实现纳米线的组装得到纳米簇；将聚合物溶于水中得到澄清的溶液；将纳米簇分散至有机溶液中，形成均匀的悬浮液作为浆料；采用双向冰冻冰模板技术，将纳米簇组装为宏观尺寸的平行层状排列骨架；通过机械压缩致密，将上述骨架压实并得到具有多级次结构的类牙釉质复合材料。本发明采取湿法纺丝技术得到由一维纳米线组装而成的纳米簇，然后借助冰模板技术和机械压缩致密的方法，制备得到的具有多级次结构的类牙釉质仿生复合材料表现出和真实牙釉质匹配的力学性能，满足了复合材料在工程上高强高韧的需求。

主权项：1.一种具有多级次结构的类牙釉质仿生复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.将羟基磷灰石纳米线加入到水和乙二醇的混合溶液中，羟基磷灰石纳米线在混合溶液中的浓度范围为0.2-1mgmL；上述混合物搅拌后依次加入氯化铁、硫酸镁、氯化钙、磷酸二氢铵，在30~80℃下搅拌反应2-8h；其中，所述氯化铁在反应体系中的浓度范围为0.05-0.5mgmL；所述硫酸镁在反应体系中的浓度范围为0.2-2mgmL；所述氯化钙在反应体系中的浓度范围为0.05-0.5mgmL；所述磷酸二氢铵在反应体系中的浓度范围为0.1-2mgmL；S2.将步骤S1所得反应产物进行离心洗涤，干燥得到干燥粉末样品；S3.将步骤S2所得干燥粉末进行焙烧，得到表面改性的羟基磷灰石纳米线；S4.将步骤S3所得表面改性的羟基磷灰石纳米线加入到水、乙醇、油酸的混合液中搅拌均匀，再加入NaOH溶液并搅拌，然后进行水热反应，反应温度范围为150-200℃，反应时间为2-8h；其中，表面改性的羟基磷灰石纳米线在混合液中的浓度范围为0.01-0.1gmL；S5.吸取步骤S4所得反应产物进行湿法纺丝，将反应物注射到含有乙醇和水的凝固浴中，静置一段时间，然后进行离心洗涤、干燥，得到干燥粉末样品，即纳米簇；其中，反应物注射速度为0.1-1mLmin；S6.在75~90oC下将水溶性有机聚合物溶于水，搅拌得到聚合物溶液；其中，有机聚合物与水的质量比为1:30-80；S7.取步骤S6所得聚合物溶液，加入步骤S5所得纳米簇并搅拌，得到纳米簇悬浊液；所述纳米簇在聚合物溶液中的浓度范围为0.03-0.15gmL；S8.将S7所得纳米簇悬浊液倒入含有倾斜角度为5-25°的聚二甲基硅氧烷斜坡底的聚四氟乙烯模具中，然后将该模具置放在铜板上，铜板放在装有液氮的杜瓦罐中，进行磁场辅助的冰模板组装，最后生成宏观块体复合材料；S9.将步骤S8所得块体复合材料进行干燥，得到干燥块体样品；S10.将步骤S9所得干燥块体样品进行室温机械压缩，压力范围为5-30MPa，压缩时间为0.5-3h。

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