一种金属箔材高通量样品制备与表征的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及金属箔材制备、表征、系统性数据积累与数据智能化应用技术领域，特别涉及一种金属箔材高通量样品制备与表征的装置及方法。所述装置包括金属箔材高通量样品制备与表征综合控制系统、金属箔材高通量样品制备系统、金属箔材高通量样品表征系统、制备与表征数据存储系统以及在上述各系统间实现有效连接的连接系统。本发明专利技术主要特征及优势在于，将高通量思想和方法应用到金属箔材生产工艺筛选及优化领域，实现自动化、流水线式金属箔材高通量样品的制备、表征及数据积累，最大限度减少人为因素影响，缩短实验周期，高效完成金属箔材生产工艺筛选与优化工作。

Device and method for preparing and characterizing high throughput sample of metal foil

The invention relates to the technical field of metal foil material preparation, characterization, systematic data accumulation and data intelligent application, in particular to a device and a method for preparing and characterizing a high pass sample of metal foil. The device comprises a metal foil for high-throughput sample preparation and characterization of integrated control system, metal foil high-throughput sample preparation system, metal foil high-throughput sample characterization system, preparation and characterization of data storage system and the implementation of the system of effective connection system. Is the main characteristics and advantages of the invention, the ideas and methods applied to high-throughput screening and optimization of production process of metal foil, automated, high-throughput pipelined metal sample preparation, characterization and data accumulation, to minimize the influence of human factors, shorten the experimental period, efficient completion of production process of metal foil screening and optimization.

【技术实现步骤摘要】
一种金属箔材高通量样品制备与表征的装置及方法
本专利技术涉及金属箔材制备、表征、系统性数据积累与数据智能化应用
特别涉及一种金属箔材高通量样品制备与表征的装置及方法。
技术介绍
随着科学技术的发展，电子材料、装饰材料等领域对金属箔材的需求日益增加，电沉积生成金属箔材除保持其他方法生产的金属箔材料的性能外，利用电沉积方法制备时还可根据需求通过调整工艺获得具有一面光洁、另一面较为粗糙(粗糙面便于粘贴到其他材料的表面，增加结合力)，或两面均光洁的金属箔材，表面形状可控性强；电沉积生产金属箔材可突破压延法生产金属箔材厚度的限制，便于实现中等规模生产，是相对节能绿色的生成工艺。电沉积金属箔材已广泛应用于印刷线路板的导电材料、锂电池的电解材料、建筑装饰材料、挠性母线、电波屏蔽板、高频汇流排及热能搜集器等。依据金属箔材不同的应用需求，需要对金属箔材的成分、显微组织结构、厚度、表面平整度（单面光、双面光等）等多方面进行精细的调整，这些调整均是通过金属箔材生产工艺中的镀液成分（主盐、添加剂等）、镀液温度、沉积电流、阴阳极间距、镀液流速等多种因素综合调控来实现。基于已知范围的工艺调控尚需要反复的摸索尝试，自主开发新工艺的正交实验筛选及后期对金属箔材的性能表征整体工作量巨大，耗时耗力，造成新工艺开发周期相当漫长。因而，迫切需要开发一种高效率、可调控性强的金属箔材样品制备与表征的自动化流水线式实验装置和方法，以提高金属箔材制备工艺筛选与优化效率。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种金属箔材高通量样品制备与表征的装置及方法。所述装置用于实现金属箔材高通量样品的自动化流水线式制备和性能表征，能够高效完成金属箔材生产工艺筛选与优化工作；所述方法将高通量的思想应用于金属箔材生产工艺筛选及优化，实现工艺参数及其所对应金属箔材性能的系统性数据的快速积累。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种金属箔材高通量样品制备与表征的装置，所述装置用于实现金属箔材高通量样品的自动化流水线式制备和性能表征，以高效完成金属箔材生产工艺筛选与优化工作；所述装置包括：金属箔材高通量样品制备系统，以电化学/化学方法从液相中连续制备条带状的金属箔材高通量样品，所述金属箔材高通量样品的制备过程中的工艺参数能够自动化连续调控；金属箔材高通量样品表征系统，能够对所述金属箔材高通量样品进行连续测试表征；金属箔材高通量样品制备与表征综合控制系统，包括金属箔材高通量样品制备综合控制系统和金属箔材高通量样品表征综合控制系统；所述金属箔材高通量样品制备综合控制系统能够根据需要对所述金属箔材高通量样品制备系统中的所述工艺参数进行自动化连续调控；所述金属箔材高通量样品表征综合控制系统能够根据需要对所述高通量样品表征系统中的测试与表征设备发送测试指令，并保证在不同工艺参数下制备获得的金属箔材高通量样品准确通过测试与表征设备并作合适时间的停留，保证对金属箔材高通量样品性能表征的准确进行；连接系统，用于实现所述装置中各系统间的数据、指令的通讯连接以及必要的物质传送。进一步地，所述金属箔材高通量样品制备系统包括金属箔材样品制备子系统、工艺参数调控子系统和样品传输、标记与收卷子系统。进一步地，所述金属箔材样品制备子系统包括电沉积用阴极辊、阴极辊抛磨机、弧形阳极板、电镀液池、金属铜箔样品水洗液池、金属铜箔样品冷风样品干燥器。进一步地，所述工艺参数调控子系统包括镀液组分/浓度监控与综合调控组件、电镀液池内液体流态组织组件、镀液温度调控组件、电流调控组件、条带状金属铜箔样品传送速率控制组件、阴阳极间距调控组件；所述高通量样品制备与表征综合控制系统通过调控所述工艺参数调控子系统对所述金属箔材高通量样品制备系统中的所述工艺参数进行自动化连续调控。进一步地，所述样品传输、标记与收卷子系统包括条带状样品的传输组件、定位标记设备、及收卷储存组件。进一步地，所述金属箔材高通量样品表征系统包括金属箔材高通量样品性质和性能表征子系统、样品传输与收卷子系统；所述金属箔材高通量样品性质和性能表征子系统为以模块式集成在金属箔材高通量样品表征系统流水线上的测试与表征设备，所述流水线的长度、其中包含的测试与表征设备具有可扩展性；所述测试与表征设备用于金属箔材的基础表征和物性测试，以及其在特定介质环境中的化学/电化学性能检测中的任意一种或任意两种及以上的组合；所述样品传输与收卷子系统与所述金属箔材高通量样品制备与表征综合控制系统连接，在所述金属箔材高通量样品制备与表征综合控制系统的控制下，所述样品传输与收卷子系统能够控制金属箔材高通量样品的行进与静止，保证对金属箔材高通量样品性能表征的准确进行。进一步地，所述装置还包括：制备与表征数据存储系统，包括制备数据存储系统和表征数据存储系统；所述制备数据存储系统用于存储所述金属箔材高通量样品中每一段样品制备过程中的工艺参数，所述表征数据存储系统用于存储所述金属箔材高通量样品中每一段样品的表征数据。进一步地，所述装置还包括：智能化数据应用系统，所述智能化数据应用系统包含数据的检索、调用、图形显示、数据分析、处理、挖掘、自定义筛选、智能建议中至少一种的功能软件模块；所述智能化数据应用系统，能够单独应用，能够为研究人员提供自定义金属箔材生产工艺评价与遴选规则的选项，并在获得自定义评价标准的情况下，实现条带化金属箔材样品制备工艺的智能化筛选，给出工艺优化建议。一种金属箔材高通量样品制备与表征的方法，所述方法将高通量的思想应用于金属箔材生产工艺筛选及优化，通过金属箔材高通量样品制备系统对金属箔材高通量样品的制备过程中的工艺参数进行自动化连续调控，实现金属箔材高通量样品的自动化流水线式制备，并通过高通量样品表征系统对金属箔材高通量样品进行流水线式性能表征，实现工艺参数及其所对应金属箔材性能的系统性数据的快速积累；所述方法还能够通过智能化数据应用系统，利用计算机辅助进行智慧化数据筛选，提高工艺筛选与优化、数据积累与规律提炼效率。本专利技术的有益技术效果：（1）本专利技术将高通量的思想和方法应用到金属箔材生产工艺筛选及优化领域，将金属箔材生产工艺筛选与优化的样品制备与表征实验效率问题转化为条带状样品的连续制备与表征，在现有金属箔材生产工艺方法的基础上，提升自动化程度，对生产工艺参数进行智能自动化控制和调节，制备包含有大量不同工艺参数条件下的金属箔材高通量样品，通过所述的实验装置和方法，可以减少人为因素干扰，短时间内批量完成金属箔材高通量样品的制备。（2）将性能测试设备与装置以模块化形式开放地集成在表征与测试“流水线”上，测试设备的选择灵活、可扩展性强，快速高效地完成对条带状金属箔材表面处理高通量样品的表征，短时间内获取大量不同样品制备工艺参数条件下金属箔材性能数据，快速实现工艺参数及其所对应箔材性能的系统性数据的快速积累。（3）利用计算机辅助进行智慧化数据筛选，高效智能地完成工艺筛选与优化、数据积累与规律提炼工作，大幅提高研究与研发效率。附图说明图1为本专利技术所述装置中高通量样品制备系统示意图；图2为本专利技术所述装置中高通量样品表征系统示意图；附图标记：1.电镀液池；2.镀液温度调控组件；3.电流调控组件；4.阴极辊抛磨机；5.镀液桶槽；6.镀液组分/浓度监控与综合调控组件；7.阴阳极间距本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属箔材高通量样品制备与表征的装置，其特征在于，所述装置用于实现金属箔材高通量样品的自动化流水线式制备和性能表征，以高效完成金属箔材生产工艺筛选与优化工作；所述装置包括：金属箔材高通量样品制备系统，以电化学/化学方法从液相中连续制备条带状的金属箔材高通量样品，所述金属箔材高通量样品的制备过程中的工艺参数能够自动化连续调控；金属箔材高通量样品表征系统，能够对所述金属箔材高通量样品进行流水线式连续测试表征；金属箔材高通量样品制备与表征综合控制系统，包括金属箔材高通量样品制备综合控制系统和金属箔材高通量样品表征综合控制系统；所述金属箔材高通量样品制备综合控制系统能够根据需要对所述金属箔材高通量样品制备系统中的所述工艺参数进行自动化连续调控；所述金属箔材高通量样品表征综合控制系统能够根据需要对所述高通量样品表征系统中的测试与表征设备发送测试指令，并保证在不同工艺参数下制备获得的金属箔材高通量样品准确通过测试与表征设备并作合适时间的停留，保证对金属箔材高通量样品性能表征的准确进行；连接系统，用于实现所述装置中各系统间的数据、指令的通讯连接以及必要的物质传送。

【技术特征摘要】
1.一种金属箔材高通量样品制备与表征的装置，其特征在于，所述装置用于实现金属箔材高通量样品的自动化流水线式制备和性能表征，以高效完成金属箔材生产工艺筛选与优化工作；所述装置包括：金属箔材高通量样品制备系统，以电化学/化学方法从液相中连续制备条带状的金属箔材高通量样品，所述金属箔材高通量样品的制备过程中的工艺参数能够自动化连续调控；金属箔材高通量样品表征系统，能够对所述金属箔材高通量样品进行流水线式连续测试表征；金属箔材高通量样品制备与表征综合控制系统，包括金属箔材高通量样品制备综合控制系统和金属箔材高通量样品表征综合控制系统；所述金属箔材高通量样品制备综合控制系统能够根据需要对所述金属箔材高通量样品制备系统中的所述工艺参数进行自动化连续调控；所述金属箔材高通量样品表征综合控制系统能够根据需要对所述高通量样品表征系统中的测试与表征设备发送测试指令，并保证在不同工艺参数下制备获得的金属箔材高通量样品准确通过测试与表征设备并作合适时间的停留，保证对金属箔材高通量样品性能表征的准确进行；连接系统，用于实现所述装置中各系统间的数据、指令的通讯连接以及必要的物质传送。2.根据权利要求1所述一种金属箔材高通量样品制备与表征的装置，其特征在于，所述金属箔材高通量样品制备系统包括金属箔材样品制备子系统、工艺参数调控子系统和样品传输、标记与收卷子系统。3.根据权利要求2所述一种金属箔材高通量样品制备与表征的装置，其特征在于，所述金属箔材样品制备子系统包括电沉积用阴极辊、阴极辊抛磨机、弧形阳极板、电镀液池、金属铜箔样品水洗液池、金属铜箔样品冷风样品干燥器。4.根据权利要求2所述一种金属箔材高通量样品制备与表征的装置，其特征在于，所述工艺参数调控子系统包括镀液组分/浓度监控与综合调控组件、电镀液池内液体流态组织组件、镀液温度调控组件、电流调控组件、条带状金属铜箔样品传送速率控制组件、阴阳极间距调控组件；所述高通量样品制备与表征综合控制系统通过调控所述工艺参数调控子系统对所述金属箔材高通量样品制备系统中的所述工艺参数进行自动化连续调控。5.根据权利要求2所述一种金属箔材高通量样品制备与表征的装置，其特征在于，所述样品传输、标记与收卷子系统包括条带状样品的传输组件、定位标记设备、及收卷储存组件。6.根据权利要求1所述一种金属箔材高通量样品制备与表征的装置，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：金莹，闫松涛，文磊，赖召贵，时鹏，孙冬柏，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11