[发明专利]一种柔性磁控溅射金属纳米复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种柔性磁控溅射金属纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1，将柔性基体进行表面清洗，得到清洗后的柔性基体；步骤2，在柔性基体的表面通过辊压导电聚合物膜，得到导电聚合物的复合柔性基体；步骤3，将电聚合物的复合柔性基体置于磁控溅射设备中，使用镓化钒晶体和硒化镓晶体作为双靶材，通过真空磁控溅射镀膜技术，得到柔性磁控溅射金属纳米复合材料。本发明公开了一种在柔性基材上磁控溅射金属纳米复合材料的方法，本发明的制备工艺简单、容易操作且能够具有较好的重复性。所制备得到的材料具有较好的韧性，即使不在高温下进行退火处理，也能具有较高的比容量，且基体与各镀层之间具有较强的结合性。

技术领域

本发明涉及金属纳米复合材料领域，具体涉及一种柔性磁控溅射金属纳米复合材料的制备方法。

背景技术

具有优异机械柔性的透明导电电极(TCE)将是下一代可穿戴光电器件的重要部件，例如在发光器件、光伏电池、开关器件和触摸屏面板等领域的应用将十分广泛。目前，氧化铟锡(ITO)由于其光学透明性、热/化学稳定性、器件兼容性和完善的制造工艺，在学术和工业界中一直是最广泛使用的TCE材料。但是，在大多数的应用中，为了确保电气性能，ITO的厚度需要达到150纳米或更厚，然而在这样的厚度下，ITO薄膜会变脆从而使之不适合于需要大面积或柔性基板的应用中；其次，为了实现良好的导电性和清晰度，ITO薄膜需要在高温下进行退火处理，最好是超过200℃，由于聚合物的软化点比较低，大多数基于聚合物的ITO薄膜不能同时经受为了实现高导电性和透明性的退火温度。因此，需要设计一种韧性好、不需要高温处理且适合大面积柔性基板能够使用的电极。

发明内容

本发明的目的是提供一种柔性磁控溅射金属纳米复合材料的制备方法，解决了现有技术中的ITO薄膜脆性大、需要高退火而与聚合物基底结合差的缺点。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

本发明提供了一种柔性磁控溅射金属纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将柔性基体进行表面清洗，得到清洗后的柔性基体；

步骤2，在柔性基体的表面通过辊压导电聚合物膜，得到导电聚合物的复合柔性基体；

步骤3，将电聚合物的复合柔性基体置于磁控溅射设备中，使用镓化钒晶体和硒化镓晶体作为双靶材，通过真空磁控溅射镀膜技术，得到柔性磁控溅射金属纳米复合材料。

优选地，步骤1中，所述柔性基体为PET基体、PI基体、PE基体、TPU基体中的一种。

优选地，步骤1中，所述表面清洗是将柔性基体依次置于丙酮、无水乙醇和去离子水中分别超声处理0.1～0.3h，然后使用等离子清洗剂进行处理0.1～0.2h。

优选地，步骤2中，所述柔性基体在辊压前置于60～80℃下预处理0.2～0.4h。

优选地，步骤2中，所述导电聚合物时是多聚烟酸铬与聚苯胺复合形成的聚合物。

优选地，步骤2中，所述导电聚合物膜的厚度为30～100nm。

优选地，所述导电聚合物膜的制备方法为：

a.称取多聚烟酸铬纳米颗粒加入至甲苯中，超声混合均匀，得到多聚烟酸铬溶液；其中，多聚烟酸铬纳米颗粒与甲苯的质量比为1:5～7；

b.将苯胺加入至多聚烟酸铬溶液中，升温至45～55℃，搅拌处理1～3h后，得到苯胺/多聚烟酸铬溶液；其中，苯胺与多聚烟酸铬溶液的质量比为1:6～8；

c.向苯胺/多聚烟酸铬溶液中加入过硫酸铵粉末，使用盐酸调节pH为1～2，并置于冰水浴条件下搅拌反应5～10h，过滤并将收取的固体产物使用无水乙醇冲洗至少三次，然后置于干燥箱内干燥处理，得到聚苯胺/多聚烟酸铬包覆物；其中，过硫酸铵粉末与苯胺/多聚烟酸铬溶液中的苯胺的质量比为2:1～1.05；