[发明专利]一种电场辅助功能涂层制备方法

说明书

本发明属于先进制造技术领域，涉及一种电场辅助功能涂层制备方法。首先利用负压吸附力固定转移微纳结构，在回型状涂层单元上施加高电压，涂层单元周围形成空间电场，微纳结构处在此空间电场中，受到侧向电场力，并向有高压电一侧的涂层单元弯曲；接着，涂层单元腔出液口流出功能液体，涂到弯曲的微纳结构上，完成电场辅助功能涂层制备。此电场辅助功能涂层制备方法利用静电力对微纳结构的吸引作用，使其定向、定距弯曲，并利用流体控制实现侧向功能涂层的制备，此方法步骤简单、方便操作、材料适应性广。

技术领域

本发明属于先进制造技术领域，涉及一种电场辅助功能涂层制备方法。

背景技术

涂层是功能材料形成的固态连续膜，这些功能材料可以是气态、液态、固态，功能涂层可以制备到各种的基底上，如金属、塑料、织物等。涂层的主要功能为防护、绝缘、导电等，在航空航天、能源电力、电器电子、减灾防灾等方面获得了广泛的应用。

功能涂层因应用领域不同，其厚度也相差较大，涂层尺度为亚微米或微米。制备功能涂层常用的方法有电镀、溶胶凝胶、原位反应、化学气相沉积、物理气相沉积等。上述方法制备的功能涂层可控性强、尺寸一致性好，但是上述设备昂贵、制备周期长。表面粘涂方法无需大型设备，且操作步骤简单，是一种可供选择的功能涂层制备方法。然而，目前表面粘涂方法多适用于大面积涂层的制备，对于特定尺寸上涂层的加工存在挑战。例如，在微纳米线结构上制备涂层、在特定区域中制备涂层等。

发明内容

本发明为了克服上述挑战，发明了一种电场辅助功能涂层制备方法。首先利用负压吸附力固定转移微纳结构，在回型状涂层单元上施加高电压，涂层单元周围形成空间电场，微纳结构处在此空间电场中，受到侧向电场力，并向有高压电一侧的涂层单元弯曲；接着，涂层单元腔出液口流出功能液体，涂到弯曲的微纳结构上，完成电场辅助功能涂层制备。此电场辅助功能涂层制备方法利用静电力对微纳结构的吸引作用，使其定向、定距弯曲，并利用流体控制实现侧向功能涂层的制备，此方法步骤简单、方便操作、材料适应性广。

本发明采用的技术方案是：

一种电场辅助功能涂层制备方法，是利用电场辅助功能涂层制备装置实现的，其特征在于：所述的电场辅助功能涂层制备装置包括平台、移动台面、气孔、气体管、气泵、微纳结构、涂层单元、涂层单元腔、进液口、进液管、功能液体泵、出液管、侧面功能涂层、腔内出液口、电极、出液口、导线、高压电源；

所述的平台上方固定有移动台面；所述的移动台面上方布置有气孔，移动台面内部有气体沟道，可以实现水平面内的移动；所述的气体管与移动台面连接，并与气孔连通；所述的气泵通过气体管与气孔连通，并改变气孔内的气压；所述的微纳结构被气孔吸附固定在台面上；所述的涂层单元为回型件，被微纳结构穿过；所述的涂层单元内部有涂层单元腔，涂层单元腔下方有进液口，上方有出液口；所述的进液管与进液口连通；所述的出液管与出液口连通；所述的功能液体泵与进液管连接，并经过进液口向涂层单元腔内提供功能液体，功能液体经过出液管、出液口会流回功能液体泵；所述的腔内出液口对称分布在涂层单元腔四个内壁上，用于释放功能液体；所述的电极分布在涂层单元腔四个外壁上，用于向涂层单元施加高电压；所述的电极经过导线与高压电源相连；

电场辅助功能涂层制备方法的具体步骤如下：

第一步，吸附固定微纳结构

移动平台上方的移动台面到达合适位置，开启气泵，并通过气体管让移动台面上的气孔保持吸气；通过调节气泵可调节气孔的吸附力大小；利用微纳操作方法将微纳结构移动到移动台面上，此时，气孔的吸附力将微纳结构固定在移动台面；微纳结构在移动台面的带动下可以实现平面内的运动；

第二步，电致弯曲微纳结构