專利名稱：納米薄膜成形機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制備納米功能薄膜的設(shè)備，尤其涉及一種納米薄膜成形機(jī)。
背景技術(shù)：
納米功能薄膜是材料研究前沿領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一，納米功能薄膜廣泛用于高技術(shù)領(lǐng)域，特別是軍事技術(shù)領(lǐng)域。目前，納米薄膜大多采用CVD(化學(xué)氣相沉積)、PCVD(物理化學(xué)氣相沉積)、MOCVD(金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積)、脈沖激光沉積(PLD)、磁控濺射、溶膠-凝膠(Sol-Gel)法等方法制備。前五種方法的生產(chǎn)率很低，所用設(shè)備昂貴，生產(chǎn)成本高。因而高速納米薄膜成形機(jī)具有廣闊的應(yīng)用前景。溶膠-凝膠法生產(chǎn)率高，需與旋涂工藝相結(jié)合，而旋涂工藝是在通用的“勻膠機(jī)”上進(jìn)行。將功能相的先驅(qū)母體的溶膠置于高速旋轉(zhuǎn)(5000rpm左右)的目標(biāo)盤上，利用離心力的作用可形成均勻的薄膜。這種溶膠(凝膠)薄膜還需進(jìn)行熱解或光解去除有機(jī)溶劑、進(jìn)行相的轉(zhuǎn)變。通用的勻膠機(jī)只是一個(gè)單純的薄膜成形裝置，在大氣中工作，薄膜在成形過程中易受大氣的污染。溶膠(凝膠)薄膜的熱解或光解及高溫相變需轉(zhuǎn)移到其它裝置上進(jìn)行。而溶膠(凝膠)薄膜制品具有較高的活性，輸運(yùn)過程中與空氣接觸極易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，還會受到粉塵污染，影響制品質(zhì)量。另外，通用勻膠機(jī)的最高轉(zhuǎn)速5000rpm左右，難以制備厚度在100nm以下的薄膜，提高轉(zhuǎn)速(10000rpm左右)可制備幾十或十幾納米的薄膜，但需采用特殊的消振措施(通用勻膠機(jī)一般不具備消振功能)。否則，高速旋轉(zhuǎn)的基底盤極易產(chǎn)生振動，影響制品成形質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種集薄膜成形、熱解或光解及高溫相變于一體且有助于提高或保證納米薄膜質(zhì)量的納米薄膜成形機(jī)。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種用于制備納米功能薄膜的納米薄膜成形機(jī)，由真空艙艙體和電機(jī)組成，真空艙艙體由座艙和上蓋組成，上蓋設(shè)在座艙上，電機(jī)設(shè)在座艙內(nèi)且由設(shè)在座艙上的固定法蘭固定，在電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上連接有基底托盤，在上蓋上設(shè)有進(jìn)液口且進(jìn)液口位于基底托盤的上方，在真空艙艙體上設(shè)有用于抽真空的真空接頭，在真空艙艙體內(nèi)設(shè)有熱解用熱源和光解用光源，且熱源和光源安放位置高于基底托盤。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)全密封，抽真空后輸入可控氣氛。納米薄膜的高速成形、熱解或光解、高溫相變都是在本發(fā)明中實(shí)現(xiàn)并在可控氣氛下進(jìn)行的，可有效避免納米薄膜在輸運(yùn)過程中的化學(xué)污染和粉塵污染。在裝置的上部設(shè)置有兩組光源和熱源，可分別進(jìn)行光解或熱解，也可同時(shí)進(jìn)行熱解和光解，薄膜受熱或受光均勻，可保證薄膜的組織均勻性。采用鉑銠-鉑熱電偶和溫控儀對薄膜表面的溫度進(jìn)行精確控制。具體如下(1)真空艙艙體由上蓋與座艙構(gòu)成。座艙用以支承電機(jī)與托盤，采用HT250材料經(jīng)鑄造、機(jī)加工而成。HT250是一種優(yōu)良的消振材料，能有效吸收高速旋轉(zhuǎn)的電機(jī)與托盤產(chǎn)生的振動，將振動減小到最低程度，保證薄膜的成形質(zhì)量。上蓋由Q235鋼焊接而成，進(jìn)液裝置、真空表、熱電偶座、真空孔接頭及觀察孔等固定在上蓋的外表面，熱解、光解及高溫相變所用的熱源和光源固定在其內(nèi)表面。上蓋與座艙采用鉸接與大柄螺釘緊固，開啟自如、連接牢固。所有接口處都采用了真空密封設(shè)計(jì)。真空(可控氣氛)保障系統(tǒng)主要由8升的機(jī)械泵、真空表、旋閥三通、氣瓶(惰性氣體或可控氣氛氣體)及連接管組成。旋閥三通分別與機(jī)械泵、氣瓶和真空艙相通，旋閥可實(shí)現(xiàn)“抽真空”、“通惰性氣體或可控氣氛氣體”和“關(guān)閉真空艙”三個(gè)功能。由真空表檢測與控制艙內(nèi)氣氛壓力。
(2)本發(fā)明的進(jìn)液裝置固定在上蓋的頂部中央，采用專門的設(shè)計(jì)易于與托盤準(zhǔn)確對中，可有半自動和手動兩種模式。托盤與電機(jī)軸相聯(lián)，精加工后的托盤與電機(jī)一起進(jìn)行動平衡測試與校正。電機(jī)為磁致同步微型電機(jī)，支承在座艙上，最高轉(zhuǎn)速為12000rpm，有多檔升速模式，工藝參數(shù)(轉(zhuǎn)速、時(shí)間、升速模式)采用微電腦技術(shù)預(yù)設(shè)定、自動執(zhí)行。
(3)本發(fā)明的光源和熱源懸聯(lián)在上蓋的內(nèi)表面，多檔功率可供選擇。熱電偶測溫端靠近目標(biāo)盤表面，溫控儀置于控制柜上，由鉑銠-鉑熱電偶和溫控儀對薄膜表面的溫度進(jìn)行精確控制。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
一種用于制備納米功能薄膜的納米薄膜成形機(jī)，由真空艙艙體和電機(jī)8組成，真空艙艙體由座艙7和上蓋3組成，上蓋3設(shè)在座艙7上，電機(jī)8設(shè)在座艙7內(nèi)且由設(shè)在座艙7上的固定法蘭9固定，在電機(jī)8的轉(zhuǎn)軸上連接有基底托盤11，在上蓋3上設(shè)有進(jìn)液口且進(jìn)液口位于基底托盤11的上方，在真空艙艙體上設(shè)有用于抽真空的真空接頭4，在真空艙艙體內(nèi)設(shè)有熱解用熱源14和光解用光源15，且熱源14和光源15安放位置高于基底托盤11，在本實(shí)施例中，在進(jìn)液口上連接有進(jìn)液器5，座艙7為灰鑄鐵座艙，其牌號為HT250，在上蓋3上設(shè)有觀察視窗1，在基底托盤11的下方設(shè)有擋液盤10，在上蓋3上設(shè)有燈架13，熱源14和光源15設(shè)在燈架13上。
權(quán)利要求
1.一種用于制備納米功能薄膜的納米薄膜成形機(jī)，其特征在于由真空艙艙體和電機(jī)(8)組成，真空艙艙體由座艙(7)和上蓋(3)組成，上蓋(3)設(shè)在座艙(7)上，電機(jī)(8)設(shè)在座艙(7)內(nèi)且由設(shè)在座艙(7)上的固定法蘭(9)固定，在電機(jī)(8)的轉(zhuǎn)軸上連接有基底托盤(11)，在上蓋(3)上設(shè)有進(jìn)液口且進(jìn)液口位于基底托盤(11)的上方，在真空艙艙體上設(shè)有用于抽真空的真空接頭(4)，在真空艙艙體內(nèi)設(shè)有熱解用熱源(14)和光解用光源(15)，且熱源(14)和光源(15)安放位置高于基底托盤(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米薄膜成形機(jī)，其特征在于在進(jìn)液口上連接有進(jìn)液器(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米薄膜成形機(jī)，其特征在于座艙(7)為灰鑄鐵座艙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的納米薄膜成形機(jī)，其特征在于在上蓋(3)上設(shè)有觀察視窗(1)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的納米薄膜成形機(jī)，其特征在于在基底托盤(11)的下方設(shè)有擋液盤(10)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米薄膜成形機(jī)，其特征在于在上蓋(3)上設(shè)有燈架(13)，熱源(14)和光源(15)設(shè)在燈架(13)上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于制備納米功能薄膜的納米薄膜成形機(jī)，由真空艙艙體和電機(jī)組成，真空艙艙體由座艙和上蓋組成，上蓋設(shè)在座艙上，電機(jī)設(shè)在座艙內(nèi)且由設(shè)在座艙上的固定法蘭固定，在電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上連接有基底托盤，在上蓋上設(shè)有進(jìn)液口且進(jìn)液口位于基底托盤的上方，在真空艙艙體上設(shè)有用于抽真空的真空接頭，在真空艙艙體內(nèi)設(shè)有熱解用熱源和光解用光源，且熱源和光源安放位置高于基底托盤；本發(fā)明具有集薄膜成形、熱解或光解及高溫相變于一體、有助于提高或保證納米薄膜質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B05D3/06GK1736616SQ200510094138
公開日2006年2月22日 申請日期2005年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月31日
發(fā)明者廖恒成, 丁歷, 田瓊 申請人:東南大學(xué)