[發(fā)明專利]使用溶膠凝膠法在基片表面制備納米功能薄膜的裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910012423.4
• 申請(qǐng)日: 2009-07-08
• 公開（公告）號(hào): CN101590461A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 畢孝國;蔡云平;牛微;畢鈺帛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽工程學(xué)院
• 主分類號(hào): B05C3/109
• 分類號(hào): B05C3/109
• 代理公司: 沈陽技聯(lián)專利代理有限公司
• 代理人: 張志剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制備薄膜的裝置，特別涉及一種使用溶膠凝膠法在基片表面制備均勻透明的納米功能薄膜的裝置。

背景技術(shù)

薄膜材料是現(xiàn)代科學(xué)研究和高新技術(shù)領(lǐng)域廣泛研究的一類具有特殊結(jié)構(gòu)和性能、應(yīng)用領(lǐng)域極其廣泛的先進(jìn)材料。由于各研究者所在領(lǐng)域不同，研究的薄膜的類別也不同，其應(yīng)用領(lǐng)域也不一樣，但其共同的問題是：在所需要的基片表面制備出與基片結(jié)合牢固的均勻透明的納米功能薄膜十分困難。由于薄膜的制備效率低，嚴(yán)重妨礙了課題研究進(jìn)程。其主要原因有：①作為成膜液體的膠體溶液處于亞穩(wěn)狀態(tài)，極易受制備環(huán)境的影響而改變其性能。影響最大的環(huán)境因素是溫度和濕度，膠體溶液最顯著的變化是失穩(wěn)，改變最顯著的性能是粘度。而失穩(wěn)和粘度直接影響薄膜的制備；②成膜過程中，基片表面的成膜液體的量很少，對(duì)環(huán)境因素(特別是溫度和濕度)非常敏感。由于沒有專有裝置和技術(shù)，控制這些因素很困難。③由于沒有專有裝置和技術(shù)，在成膜期間內(nèi)，膠體溶液和基片間沒有合適的恒定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，因而沒有形成均勻薄膜的基礎(chǔ)；④在以往用于制備薄膜的儀器、設(shè)備或裝置中使用了馬達(dá)等電動(dòng)部件，其運(yùn)轉(zhuǎn)的震動(dòng)嚴(yán)重影響成膜的均勻性。

溶膠凝膠法制備功能納米薄膜具有突出的優(yōu)勢(shì)，因而其研究與應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，幾乎涵蓋了功能薄膜的所有領(lǐng)域。能夠穩(wěn)定高效地以各組分的膠體溶液為前驅(qū)液，在清洗好的基片表面制備與基片結(jié)合牢固的均勻透明的納米功能薄膜，對(duì)推進(jìn)功能薄膜材料的研究至關(guān)重要。目前還沒有公開的專門合適的儀器、設(shè)備和裝置。

因此發(fā)明一種裝置，去除薄膜制備過程中影響膠體溶液穩(wěn)定性和成膜過程中影響薄膜均勻性的因素，對(duì)高效制備使用事先制備好的膠體溶液在清洗好的基片表面上獲得與基片結(jié)合牢固的均勻透明的納米功能薄膜極為必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種使用溶膠凝膠法在基片表面制備均勻透明的納米功能薄膜的裝置，該裝置采用流體力學(xué)原理，由具有固定基片裝置的盛裝膠體溶液、盛裝該容器和干燥劑的密封大容器、液體導(dǎo)管、膠體溶液、減震基座、支架等構(gòu)成；用該裝置可以使用事先制備好的膠體溶液在清洗好的基片表面上獲得與基片結(jié)合牢固的均勻透明的納米功能薄膜。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

使用溶膠凝膠法在基片表面制備納米功能薄膜的裝置，該裝置采用流體力學(xué)原理，包括具有固定基片裝置的盛裝膠體溶液即薄膜前驅(qū)液容器、盛裝該容器和干燥劑的密封大容器、液體導(dǎo)管、膠體溶液即薄膜高位前驅(qū)液瓶、減震基座、支架，多孔圓筒置于容器底部并與大容器同軸，大容器和多孔圓筒的間隙填充硅膠至圓筒高度，在圓筒內(nèi)設(shè)有前驅(qū)液容器并與大容器和多孔圓筒同軸；待鍍膜基片固定在橫梁上，橫梁置于前驅(qū)液容器的掛塊(耳朵)中；膠塞及另一膠塞固定在容器蓋上，分別插有溫度計(jì)和溶液導(dǎo)管；通氣孔上放有干燥劑；將組裝好的組裝容器蓋蓋在大容器上：支架上方設(shè)有可移動(dòng)的橫梁，橫梁右側(cè)設(shè)一卡鉗，卡鉗卡住高位前驅(qū)液瓶。

所述的使用溶膠凝膠法在基片表面制備納米功能薄膜的裝置，其使用透明聚甲基丙烯酸甲酯作為大容器的材質(zhì)時(shí)，容器蓋與大容器的連接方式為螺紋連接。

所述的使用溶膠凝膠法在基片表面制備納米功能薄膜的裝置，其使用儀器用玻璃作為大容器的材質(zhì)時(shí)，容器蓋與大容器的連接方式為磨口連接。

所述的使用溶膠凝膠法在基片表面制備納米功能薄膜的裝置，其薄膜前驅(qū)液容器的形狀制備成圓形、橢圓形、正方形或矩形。

所述的使用溶膠凝膠法在基片表面制備納米功能薄膜的裝置，其大容器是由容器主體和容器蓋兩部分構(gòu)成的密閉容器，容器蓋上設(shè)有供溶液導(dǎo)管、溫度計(jì)和通氣用的孔，這些孔通過膠塞密封。

所述的使用溶膠凝膠法在基片表面制備納米功能薄膜的裝置，其該容器的內(nèi)壁上部、在相互對(duì)稱的位置上，有相互平行、固定橫梁(用于吊掛鍍膜基片)的掛塊。

所述的使用溶膠凝膠法在基片表面制備納米功能薄膜的裝置，大容器與前驅(qū)液容器之間設(shè)有篩網(wǎng)構(gòu)成的筒子，該筒子設(shè)在大容器的底部，在筒子和大容器之間裝有干燥劑。

所述的使用溶膠凝膠法在基片表面制備納米功能薄膜的裝置，其特征在于該掛塊位于容器上部，距離容器底部為五分之四容器高度的位置；該掛塊的數(shù)量根據(jù)容器的尺寸大小而定，一般選擇一對(duì)或二對(duì)。

所述的使用溶膠凝膠法在基片表面制備納米功能薄膜的裝置，其篩網(wǎng)孔徑不大于干燥劑的顆粒徑。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是：