[发明专利]石墨烯导电玻璃及制备方法、除霜玻璃和电磁屏蔽玻璃

说明书

本发明的主要目的在于提供一种石墨烯导电玻璃及制备方法、除霜玻璃和电磁屏蔽玻璃。所述导电玻璃包括光学基板；设置于光学基板表面的石墨烯功能层，其由光学基板依次包括第一无定形碳膜层、石墨烯层和第二无定形碳膜层；第二无定形碳膜的尺寸小于石墨烯层的尺寸以使石墨烯层的端部不被第二无定形碳膜层覆盖。所要解决的技术问题是石墨烯层和光学基板结合性差、在使用过程中容易受到物理擦伤和环境损伤的技术问题，通过包含“第一无定形碳膜层+石墨烯层+第二无定形碳膜层”的石墨烯功能层，使石墨烯层和光学基板具有良好的结合性，同时无定型碳膜具有一定的物理强度和疏水性，能抵抗一定的物理擦碰和水汽对石墨烯的侵蚀，从而更加适于实用。

技术领域

本发明属于导电功能玻璃技术领域，特别是涉及一种石墨烯导电玻璃及制备方法、除霜玻璃和电磁屏蔽玻璃。

背景技术

随着我国各型舰艇、装甲车及作战飞机等武器采购数量的激增和在通讯、精密电子仪器等领域的飞速发展，各类新型设备对电磁屏蔽玻璃的需求量呈现连年增长趋势，显示出良好的市场应用前景。

但是，由于传统的电磁屏蔽玻璃中使用的金属丝网和ITO薄膜等电磁屏蔽材料存在莫尔干涉条纹、透过率与屏蔽效能成反比、以及制作工艺复杂、成本高等缺陷，因此在实际应用中对电磁屏蔽玻璃的透光率、电磁屏蔽效能及制作成本提出了更高要求。

石墨烯薄膜是近年来材料科学和纳米科学领域的研究重点，其在极低的载流子浓度水平下，即可获得优于金属及ITO导电膜的电导率。因此，石墨烯是目前最具潜力的透明导电膜层的替代材料。现有技术中石墨烯导电玻璃的结构及制备方法主要有以下三种方式：一是将CVD(Chemical Vapor Deposition,化学气相沉积)法生长在铜箔表面的石墨烯薄膜转移到玻璃的表面。这种方法制备的石墨烯玻璃表面的石墨烯膜层的耐久性极差，长期放置会因吸潮而导致石墨烯膜的脱落；进一步的，任何微小的触碰也会导致石墨烯膜的脱落。因此此种方式制备的石墨烯导电玻璃实用性较差。二是将石墨烯直接生长在玻璃的表面，其优点是石墨烯的质量好，但是其实际使用性并不高；而且其对玻璃有特殊的要求，并不是所有的玻璃都可以直接生长石墨烯。因此此种方式的应用推广受到了极大的限制。三是在玻璃表面旋涂石墨烯粉末。这种方式制备的石墨烯不连续，其导电性和透过性均不佳。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种石墨烯导电玻璃及制备方法、除霜玻璃和电磁屏蔽玻璃，所要解决的技术问题是石墨烯层和光学基板结合性差、在使用过程中容易受到物理擦伤和环境损伤的技术问题，通过包含“第一无定形碳膜层+石墨烯层+第二无定形碳膜层”的三明治结构的石墨烯功能层，使石墨烯层和光学基板具有良好的结合性，同时无定型碳膜具有一定的物理强度和疏水性，能抵抗一定的物理擦碰和水汽对石墨烯的侵蚀，延长其使用寿命，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种石墨烯导电玻璃，其包括：

光学基板；

石墨烯功能层，设置于所述的光学基板的表面，其由光学基板依次包括第一无定形碳膜层、石墨烯层和第二无定形碳膜层；所述的第二无定形碳膜的尺寸小于所述的石墨烯层的尺寸以使石墨烯层的端部不被第二无定形碳膜层覆盖。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的石墨烯导电玻璃还包括电极，其中所述的电极设置于所述的第二无定形碳膜的两侧与所述的石墨烯层连接。

优选的，前述的石墨烯导电玻璃，其中所述的光学基板选自可见光波段的玻璃或者红外波段的玻璃。

优选的，前述的石墨烯导电玻璃，其中所述的光学基板的材质选自无机玻璃或有机玻璃。

优选的，前述的石墨烯导电玻璃，其中所述的第一无定形碳膜和第二无定形碳膜为高含氢碳膜，H元素的原子个数百分含量≥20％。