[发明专利]一种全自动喷雾式制备薄膜的装置

说明书

本发明提供一种全自动喷雾式制备薄膜的装置，所述装置是利用全自动交替喷雾液相外延法在基底表面制备薄膜的装置，包括：供气系统，气体调节系统，压力容器，数控系统，雾化喷头，基底支撑架，外部箱体。所述装置可以根据需求对控制系统设置相应参数，能够准确、均匀地喷洒不同原料来覆盖基底，并可调控每种原料与基底接触反应时间，从而有效地制备形貌优异、取向一致的薄膜，特别是层层自组装薄膜材料，具有全自动、精度高、省人力等优点，尤其适合大面积、多层重复、成分复杂的金属‑有机框架(MOFs)薄膜制备。

技术领域

本发明属于全自动薄膜制造技术领域，具体涉及一种全自动喷雾式制备薄膜的装置。

背景技术

薄膜材料由于其较好的性能和适用性被广泛应用于传感器和器件等领域。尤其是通过层层组装的薄膜材料具有良好的表面形貌和可控制的薄膜厚度，因此在电学、光学、催化以及防护领域有着较好的应用前景。然而如何高效地制备质量优异的层层组装薄膜仍然是一个很大的挑战。目前制备薄膜使用较多的方法主要有两种：旋涂法以及手工浸泡法。这两种方法均存在较多缺点，如旋涂法无法较好控制薄膜厚度，手工浸泡法受基底边缘张力影响无法获得良好形貌，并且此两种方法耗时耗力，难以精确控制制备时间，制备的薄膜重复性较差，无法大批量制备。因此需要一种全自动喷雾式制备薄膜的装置，在代替人工进行规范化操作减小误差的同时，制备形貌良好、厚度可控的薄膜，为进一步推广薄膜材料的应用奠定基础。

发明内容

为了改善现有技术中的不足，本发明提供一种全自动喷雾式制备薄膜的装置，所述装置是利用全自动交替喷雾液相外延法在基底表面制备薄膜的装置。

根据本发明，所述装置包括：供气系统，气体调节系统，压力容器，数控系统，雾化喷头，基底支撑架，外部箱体；

所述供气系统作为主要动力，用于提供喷雾过程中所需的气压；

所述气体调节系统用于调控各部分气流通量；

所述数控系统介于所述气体调节系统和所述雾化喷头之间，用于接收预编指令信号，并通过所述预编指令信号控制所述雾化喷头的工作；

所述压力容器用于盛放反应原料，由所述供气系统提供压力，并通过所述气体调节系统调节每个容器中压力的大小；

所述雾化喷头与所述压力容器一一对应，用于产生均匀喷雾；

所述基底支撑架用于对所述基底进行支撑；

所述外部箱体作为密封装置，防止外部条件对薄膜生长过程的影响，同时防止雾化的原料对环境造成污染。

根据本发明的实施方式，所述供气系统所提供的气体种类可以是惰性气体，例如可以为氮气、氩气、氦气。

根据本发明的实施方式，所述供气系统供气时产生的压强不低于0.15MPa。

根据本发明的实施方式，所述供气系统的供气管道可以根据气流大小选择相应直径的软管或硬管。

根据本发明的实施方式，所述气体调节系统由3～10个调控阀门组成，包括总阀门、压力容器阀门、喷头压力阀门，其中，所述压力容器阀门用于为原料加压，所述喷头压力阀门受所述数控系统调节开闭，用于为所述雾化喷头输送动力而产生喷雾。

根据本发明的实施方式，所述调控阀门包括压力显示部分、气体流量调整部分，所述气体流量调整的方式可以为旋转式、按压式。

根据本发明示例性的实施方式，所述调控阀门包括气体流量计、旋转调节器。