[发明专利]一种柔性磁薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种柔性磁薄膜的制备方法。将液态金属、磁粉和溶剂混合，超声处理，获得液态金属颗粒与磁性颗粒的悬浊液；将悬浊液平铺在柔性衬底材料上，同时施加外磁场控制磁性颗粒取向；待溶剂挥发，得到柔性磁薄膜。当在该柔性薄膜表面沿着一定轨迹施加外力作用，使液态金属相互连通而形成导电通路，可得到柔性磁性导电薄膜。该方法简单易行，使用完毕的柔性磁薄膜可实现回收再利用，从而减少电子垃圾的产生。

技术领域

本发明涉及柔性电子技术领域，特别介绍了一种柔性磁薄膜的制备方法。

背景技术

众所周知，人类社会正在进入一个柔性电子时代。柔性电子器件的发展起源于19世纪60年代的第一片单晶硅薄膜电池，随后迅速发展。为了实现全器件的柔性化，柔性显示、柔性传感、柔性储能、柔性存储等正不断得到开发。

在刚性电子器件中发挥着重要作用的磁性薄膜，使其柔性化也变得尤为重要。但是，磁性材料通常无法承受较大的形变，如铁、钴、镍等磁性材料在弯曲拉伸等形变过程中其优异的电学性能通常无法保持。

目前存在的柔性磁薄膜的制备方法主要分为两类。一类是通过将磁性颗粒与橡胶等柔性基材混合，实现拉伸形变下的柔性。但是，这种方法通常会破坏磁性材料的电学性能。另一类是通过在预拉伸的柔性薄膜上沉积磁性薄膜，之后释放拉伸可以形成三维褶皱结构，在后续的拉伸形变中褶皱会被展平而不影响磁性薄膜的性能。但是，利用该方法获得的磁性薄膜的拉伸能力通常会受到初始状态下预拉伸程度的限制，并且这种方法工艺复杂，无法实现较厚的磁性膜。

另外，随着电子垃圾的积累，人们越来越意识到电子器件的环保性能，因此制备出能够被高效回收的磁性薄膜意义重大。

发明内容

针对上述技术现状，本发明提供一种柔性磁薄膜的制备方法，该方法简单易行，能够制得具有良好柔韧性的磁性薄膜。

本发明的技术方案为：一种柔性磁薄膜的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：将液态金属、磁粉和溶剂混合，超声处理，获得液态金属颗粒与磁性颗粒的悬浊液。

步骤2：将所述悬浊液平铺在柔性衬底材料上，同时施加外磁场控制磁性颗粒取向；待溶剂挥发，得到柔性磁薄膜。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明采用液态金属与磁性颗粒复合在柔性衬底表面构建磁薄膜，由于液态金属具有良好的形变能力，从而能够提高磁薄膜的柔韧性，得到柔性磁薄膜。

(2)本发明首先采用超声处理包含液态金属颗粒与磁性颗粒颗粒的悬浊液，在此过程中，由于液态金属表面张力较大，在超声波作用下易碎裂，表面被氧化而形成氧化层，该氧化层具有绝缘性与粘附性，然后在柔性衬底表面平铺悬浊液，溶剂挥发后，由于液态金属颗粒表面的氧化层具有粘附性，因此该薄膜粘附在柔性衬底表面，与衬底结合力良好。

(3)液态金属同时具有良好的导电性，因此，作为优选，本发明在所述步骤2之后进行步骤3：在所述薄膜表面，沿着一定轨迹施加外力作用，使液态金属颗粒表面的氧化层被破坏，沿着所述轨迹液态金属相互连通而形成导电通路，因此能够得到磁性导电薄膜。另外，由于液态金属具有良好的导热能力并且液态金属颗粒分布在整个薄膜，因此该导电通路在电回路中产生的热量能够通过液态金属进行散热，从而提高了该磁性导电薄膜的散热性能。

(4)考虑到绿色环保，本发明还提出一种所述柔性磁薄膜或者柔性磁导电薄膜的回收再利用方法，具体如下：