[发明专利]使用溶胶凝胶法在基片表面制备纳米功能薄膜的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备薄膜的装置，特别涉及一种使用溶胶凝胶法在基片表面制备均匀透明的纳米功能薄膜的装置。

背景技术

薄膜材料是现代科学研究和高新技术领域广泛研究的一类具有特殊结构和性能、应用领域极其广泛的先进材料。由于各研究者所在领域不同，研究的薄膜的类别也不同，其应用领域也不一样，但其共同的问题是：在所需要的基片表面制备出与基片结合牢固的均匀透明的纳米功能薄膜十分困难。由于薄膜的制备效率低，严重妨碍了课题研究进程。其主要原因有：①作为成膜液体的胶体溶液处于亚稳状态，极易受制备环境的影响而改变其性能。影响最大的环境因素是温度和湿度，胶体溶液最显著的变化是失稳，改变最显著的性能是粘度。而失稳和粘度直接影响薄膜的制备；②成膜过程中，基片表面的成膜液体的量很少，对环境因素(特别是温度和湿度)非常敏感。由于没有专有装置和技术，控制这些因素很困难。③由于没有专有装置和技术，在成膜期间内，胶体溶液和基片间没有合适的恒定的相对运动速度，因而没有形成均匀薄膜的基础；④在以往用于制备薄膜的仪器、设备或装置中使用了马达等电动部件，其运转的震动严重影响成膜的均匀性。

溶胶凝胶法制备功能纳米薄膜具有突出的优势，因而其研究与应用领域极为广泛，几乎涵盖了功能薄膜的所有领域。能够稳定高效地以各组分的胶体溶液为前驱液，在清洗好的基片表面制备与基片结合牢固的均匀透明的纳米功能薄膜，对推进功能薄膜材料的研究至关重要。目前还没有公开的专门合适的仪器、设备和装置。

因此发明一种装置，去除薄膜制备过程中影响胶体溶液稳定性和成膜过程中影响薄膜均匀性的因素，对高效制备使用事先制备好的胶体溶液在清洗好的基片表面上获得与基片结合牢固的均匀透明的纳米功能薄膜极为必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用溶胶凝胶法在基片表面制备均匀透明的纳米功能薄膜的装置，该装置采用流体力学原理，由具有固定基片装置的盛装胶体溶液、盛装该容器和干燥剂的密封大容器、液体导管、胶体溶液、减震基座、支架等构成；用该装置可以使用事先制备好的胶体溶液在清洗好的基片表面上获得与基片结合牢固的均匀透明的纳米功能薄膜。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

使用溶胶凝胶法在基片表面制备纳米功能薄膜的装置，该装置采用流体力学原理，包括具有固定基片装置的盛装胶体溶液即薄膜前驱液容器、盛装该容器和干燥剂的密封大容器、液体导管、胶体溶液即薄膜高位前驱液瓶、减震基座、支架，多孔圆筒置于容器底部并与大容器同轴，大容器和多孔圆筒的间隙填充硅胶至圆筒高度，在圆筒内设有前驱液容器并与大容器和多孔圆筒同轴；待镀膜基片固定在横梁上，横梁置于前驱液容器的挂块(耳朵)中；胶塞及另一胶塞固定在容器盖上，分别插有温度计和溶液导管；通气孔上放有干燥剂；将组装好的组装容器盖盖在大容器上：支架上方设有可移动的横梁，横梁右侧设一卡钳，卡钳卡住高位前驱液瓶。

所述的使用溶胶凝胶法在基片表面制备纳米功能薄膜的装置，其使用透明聚甲基丙烯酸甲酯作为大容器的材质时，容器盖与大容器的连接方式为螺纹连接。

所述的使用溶胶凝胶法在基片表面制备纳米功能薄膜的装置，其使用仪器用玻璃作为大容器的材质时，容器盖与大容器的连接方式为磨口连接。

所述的使用溶胶凝胶法在基片表面制备纳米功能薄膜的装置，其薄膜前驱液容器的形状制备成圆形、椭圆形、正方形或矩形。

所述的使用溶胶凝胶法在基片表面制备纳米功能薄膜的装置，其大容器是由容器主体和容器盖两部分构成的密闭容器，容器盖上设有供溶液导管、温度计和通气用的孔，这些孔通过胶塞密封。

所述的使用溶胶凝胶法在基片表面制备纳米功能薄膜的装置，其该容器的内壁上部、在相互对称的位置上，有相互平行、固定横梁(用于吊挂镀膜基片)的挂块。

所述的使用溶胶凝胶法在基片表面制备纳米功能薄膜的装置，大容器与前驱液容器之间设有筛网构成的筒子，该筒子设在大容器的底部，在筒子和大容器之间装有干燥剂。

所述的使用溶胶凝胶法在基片表面制备纳米功能薄膜的装置，其特征在于该挂块位于容器上部，距离容器底部为五分之四容器高度的位置；该挂块的数量根据容器的尺寸大小而定，一般选择一对或二对。

所述的使用溶胶凝胶法在基片表面制备纳米功能薄膜的装置，其筛网孔径不大于干燥剂的颗粒径。

本发明的优点与效果是：