[發明專利]石墨烯基透紅外電磁屏蔽濾波器、硫化鋅窗口及其制備方法

有效

• 申請號: 201611224658.6
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN106653931B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 邱陽;祖成奎;金揚利;陳瑋;韓濱;徐博;伏開虎
• 申請（專利權）人: 中國建筑材料科學研究總院
• 主分類號: H01L31/09
• 分類號: H01L31/09;H05K9/00
• 代理公司: 北京鼎佳達知識產權代理事務所(普通合伙)11348
• 代理人: 王偉鋒,劉鐵生

技術領域

本發明涉及電磁屏蔽技術領域，尤其涉及一種石墨烯基透紅外電磁屏蔽濾波器、硫化鋅窗口及其制備方法。

背景技術

現代軍事應用中，通常需在紅外探測、制導系統的硫化鋅(ZnS)窗口內表面制備功能結構，使窗口器件在保證工作波長(8～12μm)紅外光波高透過率的前提下，對微波區電磁波具有一定的屏蔽作用，以實現系統抗電磁干擾及減小雷達反射截面功能，該功能結構通常被稱為透紅外電磁屏蔽濾波器。

當前，可在ZnS窗口上實際應用的透紅外電磁屏蔽濾波器為激光刻蝕金屬網柵，其特殊的結構形式有效調和了紅外光透過及高電導率間的矛盾，但其本身仍具有工藝過程復雜、成本高、透過率相對較低及莫爾干涉條紋等缺陷。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供一種石墨烯基透紅外電磁屏蔽濾波器及其制備方法，主要目的是提高紅外透過率。

為達到上述目的，本發明主要提供如下技術方案：

第一方面，本發明實施例提供了一種石墨烯基透紅外電磁屏蔽濾波器的制備方法，包括如下步驟：

在銅箔表面生長石墨烯薄膜Gr，得到銅箔/Gr復合體；

在銅箔/Gr復合體的石墨烯薄膜一側噴涂高分子過渡層TL，固化后獲得銅箔/Gr/TL復合體；

銅箔/Gr/TL結構的高分子過渡層一側噴涂液態PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)，固化后獲得銅箔/Gr/TL/PMMA復合體；

將銅箔刻蝕掉得到Gr/TL/PMMA復合體；

將Gr/TL/PMMA復合體轉移至硫化鋅窗口內表面，得到得ZnS/Gr/TL/PMMA復合體；

將ZnS/Gr/TL/PMMA復合體置于有機溶劑中，使高分子過渡層溶解，PMMA載體與石墨烯薄膜分離，得到ZnS/Gr復合體；

按上述步驟在硫化鋅窗口內側轉移至少一層石墨烯薄膜，直至硫化鋅窗口內側的石墨烯薄膜的電性能滿足電磁屏蔽要求，最終在硫化鋅窗口內側表面形成石墨烯基透紅外電磁屏蔽濾波器。

作為優選，所述銅箔包覆在石英管上，在管式爐中進行石墨烯薄膜生長，所述銅箔厚度為25～125μm。

作為優選，所述銅箔包覆在石英管上置于管式爐中先進行預處理，然后再進行石墨烯薄膜生長，所述預處理為以6～11sccmm的流速通入高純H₂，爐中氣壓保持在20～30Pa，并以5～15℃/s的速率升溫至1000℃，保溫10～30min。

作為優選，石墨烯薄膜生長步驟如下：管式爐中通入高純CH₄，保持爐內氣壓為200～230Pa，在950～1100℃高溫下反應10～20min，反應結束后以5～15℃/s的速率降溫至室溫，即在銅箔表面生長石墨烯薄膜，得到銅箔/Gr復合體。

作為優選，所述高分子過渡層的厚度為10～15μm。

作為優選，所述高分子過渡層的原料由正性光刻膠用溶劑稀釋得到。

作為優選，所述溶劑為異丙醇。

作為優選，所述正性光刻膠與所述溶劑的體積比為1：1。

作為優選，所述正性光刻膠為AZ4620光刻膠。

作為優選，所述正性光刻膠的組成如下：酚醛樹脂和重氮萘醌按質量比1：1混合，按酚醛樹脂和重氮萘醌總質量的3～11％加入苯并三氮唑作為增粘劑。

作為優選，刻蝕銅箔時，將銅箔/Gr/TL/PMMA復合體置于濃度為0.02～0.07g/ml的FeCl₃或Fe(NO₃)₃溶液中刻蝕12～20h，待銅箔完全刻蝕掉后移出Gr/TL/PMMA復合體，用去離子水洗凈殘余刻蝕液。

作為優選，將Gr/TL/PMMA復合體轉移至硫化鋅窗口內表面時，所述硫化鋅窗口內表面保持可鍍膜潔凈度，所述硫化鋅窗口順次使用石油醚、乙醇-乙醚混合液、無水乙醇擦拭，至硫化鋅窗口內表面達可鍍膜潔凈度。

作為優選，采用丙酮有機溶劑使高分子過渡層快速溶解。

第二方面，本發明實施例提供了一種石墨烯基透紅外電磁屏蔽濾波器，由上述實施例的方法制備得到。

第三方面，本發明實施例提供了一種硫化鋅窗口，包括濾波器，所述濾波器為上述實施例所述的石墨烯基透紅外電磁屏蔽濾波器。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：