專利名稱:薄膜材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及膜材料技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種薄膜材料及其制造方法。
背景技術(shù)：
薄膜氣相沉積技術(shù)是制造薄膜的主要方法，包括物理氣相沉積(PVD)和化學(xué)氣相沉積(CVD)，物理氣相沉積技術(shù)指的是利用某種物理的過程，如物質(zhì)的熱蒸發(fā)或受到離子或粒子轟擊時(shí)物質(zhì)表面原子的濺射等現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)從源物質(zhì)到薄膜的可控原子轉(zhuǎn)移過程。物理氣相沉積技術(shù)有蒸發(fā)法、濺射法、離子鍍、反應(yīng)蒸發(fā)沉積、離子束輔助沉積、離子原子團(tuán)束沉積等方法。化學(xué)氣相沉積技術(shù)是利用氣態(tài)的先驅(qū)反應(yīng)物，通過原子、分子間化學(xué)反應(yīng)的途徑生成固態(tài)薄膜的技術(shù)。氣相沉積技術(shù)可用于制造磁記錄薄膜、集成電路薄膜、集成光學(xué)薄膜、耐磨及表面防護(hù)涂層、金剛石薄膜等材料。例如，磁記錄薄膜是在以拋光的鋁鎂合金為襯底材料的表面上沉積上具有適當(dāng)磁各向異性、厚度為幾百納米的磁性薄膜，為使薄膜具有所需的各向異性，采取傾斜蒸發(fā)沉積的方法。上述氣相沉積過程包括薄膜的形核、長大、成膜過程，所需沉積時(shí)間長，所使用的裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴，薄膜制造過程難以有效控制，而且生產(chǎn)效率低。
另一類制造薄膜的方法是在襯底材料上施加涂層，以磁帶或軟磁盤的制造為例，將經(jīng)過表面處理的磁粉漿料涂布在PET聚酯襯底表面上，然后磁場(chǎng)定向，此種涂層方法的主要缺點(diǎn)是磁記錄密度低、信息儲(chǔ)存量小、磁粉的分布不均勻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種簡(jiǎn)單方便、易于實(shí)施、高效快速、制造成本低、質(zhì)量容易控制的薄膜材料制造方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種由上述方法制造的薄膜材料。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)本薄膜材料制造方法包括下述步驟將粉末材料均勻地分布于液體材料的表面形成一層粉末薄膜，然后將液體材料固化，使粉末材料固結(jié)在液體材料固化形成的基體材料中，在此過程中粉末材料保持為固態(tài)，從而獲得本發(fā)明制備的薄膜材料。
所述粉末是指尺寸小于1mm離散顆粒的集合體，如陶瓷粉末、金屬粉末、非金屬粉末等；亦可以采用納米粉末。
所述液體材料可以是常溫下為固體，通過加熱可轉(zhuǎn)變成液體的材料，如金屬鋁、鎂、錫、銅、鋁鎂合金、鋁銅合金等；也可以是常溫下為液體，通過加熱轉(zhuǎn)變成固體的材料，如熱固性高分子材料，如熱固性樹脂、熱固性橡膠等。
為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，可以將粉末材料噴在液體材料表面，然后向液體材料表面上的粉末吹氣，使粉末均勻地分布于液體的表面。
為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，可以對(duì)粉末材料施加場(chǎng)的作用，使粉末按規(guī)律排列；所述施加的場(chǎng)是指力場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、光場(chǎng)、溫度場(chǎng)、波場(chǎng)等物質(zhì)場(chǎng)。
更進(jìn)一步的方案是，在液體材料一面均勻布粉之后，將已布粉的液體材料倒置，然后在液體材料的另一面均勻布粉，這樣可以制備出雙面薄膜材料。
為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，保證制備的薄膜質(zhì)量的可靠性，可以在真空環(huán)境下進(jìn)行上述過程。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)及效果(1)本發(fā)明方法制備獲得的薄膜材料單位面積含有的粉末顆粒多，粉末顆粒分布均勻；(2)本發(fā)明方法制備的膜材料的粉末顆粒都被基體材料隔開，各自可獨(dú)立工作，顆粒之間相互影響小，因而所制得的膜材料性能穩(wěn)定，質(zhì)量可靠，所以本發(fā)明可用于制造質(zhì)量要求較高的磁記錄薄膜、集成電路薄膜、集成光學(xué)薄膜、耐磨及表面防護(hù)涂層、金剛石薄膜等膜材料；(3)本發(fā)明方法操作步驟簡(jiǎn)單方便、易于實(shí)施；(4)本發(fā)明方法工藝過程易于操控，制造成本低，生產(chǎn)效率高，非常適用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，適用范圍廣，市場(chǎng)前景好。



圖1是本發(fā)明薄膜材料的制備過程所使用模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例1
本發(fā)明采用如圖1所示的模具來制備所述薄膜材料，由圖1可見，所述模具包括陰模2、上陽模1、下陽模4、線圈3，下陽模4插入陰模2內(nèi)形成模腔7，上陽模1與模腔7相對(duì)設(shè)置，可插入模腔7內(nèi)使模腔7成一封閉空間，在陰模2內(nèi)設(shè)置有電熱絲6和冷卻通道5，在陰模2外環(huán)繞有用于形成磁場(chǎng)的線圈3。
本發(fā)明薄膜材料的制造方法具體操作步驟如下首先將圖1所示模具的上陽模1和下陽模4置于陰模2中，給電熱絲6通電對(duì)模具預(yù)熱到630℃，然后將上陽模1從陰模2中向上退出，下陽模4留在陰模2中的底部位置，向陰模2中澆入鋁合金液，鋁合金液過熱的溫度為880℃，澆入陰模2中不會(huì)立即凝固，然后在陰模2中的鋁合金液面上噴上一層平均粒徑為300nm的三氧化二鐵磁性粉末，再向鋁合金液體表面上的粉末及液面上吹氣，使三氧化二鐵磁性粉末均勻地分布在鋁合金液面上，然后將上陽模1套入陰模2中，壓在分布有一層三氧化二鐵磁性粉末的鋁合金液面上，上陽模1、下陽模4與陰模2的孔配合良好，使氣體可以從模具配合面溢出，但鋁合金液不能從上陽模1、下陽模4與陰模2的滑動(dòng)配合面溢出；然后給導(dǎo)電線圈3通直流電，在線圈3中形成電磁場(chǎng)，使三氧化二鐵磁粉沿模具對(duì)稱軸方向獲得取向的分布，并貼合在上陽模1的下端面上；然后將整個(gè)裝置上下倒置，在將整個(gè)裝置倒置的過程中保持上陽模1、下陽模4與陰模2的相對(duì)位置不改變，以防止模腔7中的液體流動(dòng)；整個(gè)裝置倒置之后，上陽模1封住陰模2的底部，將下陽模4從陰模2中向上退出，再向陰模2中的鋁合金液面上噴上一層三氧化二鐵磁性粉末，再向鋁合金液體表面上的粉末及液面上吹氣，使三氧化二鐵粉末均勻地分布在另一側(cè)鋁合金液面上，然后再將下陽模4套入陰模2中，壓在分布有一層三氧化二鐵磁性粉末的鋁合金液面上；然后斷掉電熱絲6的電源，往冷卻通道5中通水冷卻模具及模腔7中的材料，使模腔7中的鋁合金液冷卻凝固，然后下陽模4退出陰模2，上陽模1將兩面都具有三氧化二鐵磁性粉末薄膜的鋁合金頂卸出陰模3，由于上陽模1和下陽模4與粉末接觸的工作端面拋光成鏡面，因而所制得的薄膜表面平面度好，三氧化二鐵磁性粉末顆粒分布均勻，薄膜材料性能穩(wěn)定，質(zhì)量可靠，所制備的圓片形零件，兩個(gè)面上都具有磁記錄功能的薄膜，可用于制造存儲(chǔ)信息的硬盤。
實(shí)施例2
本實(shí)施例采用如圖1所示的模具來制備所述薄膜材料，與實(shí)施例1不同之處在于所采用的粉末材料為具有磁光效應(yīng)的釔鐵石榴石(Y3Fe5O12)粉末，制備獲得可用于進(jìn)行磁光記錄的薄膜材料。
實(shí)施例3本實(shí)施例采用如圖1所示的模具來制備所述薄膜材料，與實(shí)施例1不同之處在于所采用的粉末材料為具有壓電效應(yīng)的鈦酸鋇(BaTiO3)粉末，只在一個(gè)面上制備出粉末薄膜，制備獲得單面具有壓電功能的薄膜材料。
實(shí)施例4本實(shí)施例采用如圖1所示的模具來制備所述薄膜材料，與實(shí)施例1不同之處在于所采用的粉末材料為金剛石粉末，只在一個(gè)面上制備出粉末薄膜，粉末分布均勻后將模腔抽真空，制備獲得單面耐磨的薄膜材料。
權(quán)利要求
1.一種薄膜材料制造方法，其特征在于包括下述步驟將粉末材料均勻地分布于液體材料的表面形成一層粉末薄膜，然后將液體材料固化，使粉末材料固結(jié)在液體材料固化形成的基體材料中，在此過程中粉末材料保持為固態(tài)，從而獲得薄膜材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的薄膜材料制造方法，其特征在于所述粉末是指尺寸小于1mm離散顆粒的集合體。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的薄膜材料制造方法，其特征在于所述粉末是納米粉末。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的薄膜材料制造方法，其特征在于所述液體材料是常溫下為固體，通過加熱轉(zhuǎn)變成液體的材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的薄膜材料制造方法，其特征在于所述液體材料是常溫下為液體，通過加熱轉(zhuǎn)變成固體的材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的薄膜材料制造方法，其特征在于將粉末材料噴在液體材料表面后向液體材料表面上的粉末吹氣，使粉末均勻地分布于液體的表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的薄膜材料制造方法，其特征在于對(duì)粉末材料施加力場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、光場(chǎng)、溫度場(chǎng)或波場(chǎng)的作用。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的薄膜材料制造方法，其特征在于在液體材料一面均勻布粉之后，將已布粉的液體材料倒置，然后在液體材料的另一面均勻布粉。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1～8任一項(xiàng)所述的薄膜材料制造方法，其特征在于所述操作步驟在真空環(huán)境下進(jìn)行。
專利摘要
本發(fā)明提供一種薄膜材料制造方法，包括下述步驟將粉末材料均勻地分布于液體材料的表面形成一層粉末薄膜，然后將液體材料固化，使粉末材料固結(jié)在液體材料固化形成的基體材料中，在此過程中粉末材料保持為固態(tài)，從而獲得薄膜材料。本發(fā)明方法操作步驟簡(jiǎn)單方便、易于實(shí)施及操控，制造成本低，生產(chǎn)效率高，所制備的薄膜材料性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠，單位面積含有的粉末顆粒多，粉末顆粒分布均勻，相互之間影響??；本發(fā)明可應(yīng)用于制備質(zhì)量要求較高的磁記錄薄膜、集成電路薄膜、集成光學(xué)薄膜、耐磨及表面防護(hù)涂層、金剛石薄膜等膜材料，并適用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，應(yīng)用范圍廣，市場(chǎng)前景好。
文檔編號(hào)C23C24/00GKCN1253602SQ03140276
公開日2006年4月26日 申請(qǐng)日期2003年8月27日
發(fā)明者周照耀 申請(qǐng)人:周照耀導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan