[实用新型]一种胶体溶液制备及镀膜装置

说明书

技术领域

本发明涉及纳米功能薄膜的制备装置，特别是涉及一种溶胶-凝胶法胶体溶液制备，属于薄膜制备领域。

背景技术

溶胶-凝胶法(Sol-gel)法是20世纪60年代发展起来的纳米功能薄膜制备方法。它以金属醇盐为前驱体,配制成均质溶胶,再以溶胶为原料对玻璃、陶瓷、金属和塑料等基材进行浸渍成膜或旋转成膜，赋予基材特殊的电性能和磁性能,也可改善基材的光学性能和提高化学耐久性，广泛应用于电致变色薄膜、光致变色薄膜、保护膜等纳米功能薄膜的制备。

目前，溶胶-凝胶法镀膜过程为利用简单的玻璃器皿手工操作制备溶胶，再利用机械镀膜机完成镀膜过程，薄膜制备效率低，质量很不稳定，制备出均匀、透明的薄膜十分困难。主要原因包括：

(1)薄膜镀制环境的温度和湿度对薄膜性能影响较大。胶体溶液处于亚稳状态，环境温度和湿度发生变化会导致胶体溶液粘度增大或减小，从而影响薄膜的厚度和均匀性。镀膜过程中，基材表面的成膜液体很少，胶体溶液性能的微小变化均会影响薄膜的均匀性。

(2)机械镀膜机采用电机控制基片的浸渍-提拉，电机等部件的运转震动会严重影响薄膜表面的均匀性。

(3)机械镀膜机一次只能完成一片基材的镀膜，薄膜制备效率低，严重影响薄膜研究进程。

因此，为了获得(化学组成、厚度、光学性质等)均匀一致、与基地结合牢固的薄膜，对薄膜镀制工艺和设备要求严格，需要精确控制薄膜前驱液各个组分的浓度、反应速度和反应温度，以及镀膜的厚度和速度。开发胶体溶液制备及镀膜装置，严格控制影响薄膜均匀性的环境、工艺和设备等诸多因素，对于推进薄膜材料的制备和应用具有重要作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种胶体溶液制备及镀膜装置，通过精确的控制胶体溶液配制和镀膜过程，保证化学组成、厚度、光学性质均匀一致性，满足纳米功能薄膜的制备要求。

本发明是这样实现的，

一种胶体溶液制备及镀膜装置，包括：

多组组分溶液存储容器；

每组组分溶液存储容器连接的一级组分溶液滴定速度控制器；

与每组组分溶液滴定速度控制器的出口连接的胶体溶液反应器；

与所述胶体溶液反应器出口连接的中间级组分溶液滴定速度控制器；

与中间级组分溶液滴定速度控制器连接的胶体溶液存储器；

与所述胶体溶液存储器的出口连接的末级组分溶液滴定速度控制器；

与所述末级组分溶液滴定速度控制器出口连接的导管；

以及，导管将胶体导入到的浸渍镀膜装置进行镀膜。

进一步地，所述多组组分溶液存储容器包括至少两组。

进一步地，所述浸渍镀膜装置包括镀膜槽，在镀膜槽底部设置多孔板将镀膜槽分割为两层，在镀膜槽的上层竖向设置多组平行的基材支撑器，所述基材支撑器上竖直方向安装多组基材，导管通入镀膜槽的底部，利用胶体溶液的流入/流出完成镀膜过程。

进一步地，基材支撑器结构为带有对称沟槽的多组平行有机玻璃板，镀膜基材固定在对称沟槽中。

进一步地，所述组分溶液存储容器为玻璃容器，容器上部为干燥管，下部有组分流出导管。

进一步地，组分溶液滴定速度控制器速度控制范围2-12mL/min，控制精度±0.1mL/min。

进一步地，胶体溶液反应器内置搅拌器以及温度控制器，进行均匀搅拌、加热、温度测量。

进一步地，胶体注入和流出速度控制器的控制范围为1mm/min-10mm/min。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：

1.本发明装置中的组分溶液存储容器、胶体溶液反应器、胶体溶液存储器、镀膜槽由密封玻璃容器构成，与环境充分隔离，避免了环境湿度对镀膜溶液和镀膜过程的影响。

2.本发明装置采用蠕动泵和磁力搅拌水浴锅精确控制胶体溶液反应速度、反应温度和镀膜速度，保证获得化学组成、厚度、光学性质等均匀一致的薄膜。

3.本发明装置镀膜过程采用流体力学原理，胶体溶液经均匀开孔的多孔板缓慢流入/流出镀膜槽，使拉膜过程平稳、无跳动，避免了成膜设备中电机等部件运转震动影响薄膜的均匀性。

4.本发明装置可同时完成40片基材的镀膜过程，大大提高了薄膜制备效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的胶体溶液配制及镀膜装置示意图；

图2为本发明实施例提供的浸渍镀膜装置结构图；

图3为图2的侧面结构图。

具体实施方式