本发明专利技术公开了一种电镀夹持装置，包括顶杆，设置于顶杆下方的第一夹件，设置于第一夹件下方的第二夹件，设置于第二夹件下方的基座，第一夹件与第二夹件之间设置有夹持区。通过顶杆和基座对第一夹件和第二夹件施加外压力。通过顶杆和基座对第一夹件和第二夹件施加外压力。本发明专利技术电镀夹持装置可以增加阳极氧化铝膜板与基底之间的结合力，减小阳极氧化铝模板与基底之间的间隙，使得电沉积出的金属能够顺利进入阳极氧化铝模板的孔内而形成纳米线。本发明专利技术还公开了一种利用电镀夹持装置制备图案化纳米线的方法。通过本发明专利技术方法可以制备出图案化的金属纳米线。
【技术实现步骤摘要】
一种电镀夹持装置及利用其制备图案化纳米线的方法
本专利技术涉及一种电镀夹持装置及利用其制备图案化纳米线的方法，属于纳米线制备领域。
技术介绍
一维金属纳米材料，如纳米棒、纳米线、纳米管，往往拥有独特的光学、化学、电学、热学、磁学等性能，在催化、电池电极、生物传感器、强化沸腾换热、磁传感器等领域有着广泛的应用前景。具有较大长度和直径比的是纳米线(细长)，长径比小的称为纳米棒，中空的是纳米管。由于具有较高的比表面积，纳米线的应用更加广泛一些。目前制备纳米线的方法很多，如电弧法、催化热解法、化学气相沉积法、电化学法、模板合成法等。由于通过化学法可以比较容易地实现对纳米材料长度和直径的控制，操作方便且成本较低，所以化学法是制备纳米线材料中常用方法。特别地，制备金属纳米线最常用的是使用具有纳米级孔道的模板结合电化学沉积(又叫电镀)来实现的。在采用电化学沉积的方式来制备金属纳米线时，由于AAO膜板(阳极氧化铝模板)的翘曲以及表面粗糙度方面的原因，AAO膜板与基底之间是有一定空隙的，如果直接进行电化学沉积，所得到的将是基底表面电沉积出的连续金属薄膜，金属并不会进入到AAO模板的孔内形成纳米线，为了减小AAO模板与基底之间的间隙，增加AA0膜板与基底之间的结合力，需要采用外力将AAO膜板压紧在基底表面，因此需要研究一种电镀夹持装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种电镀夹持装置，以增加阳极氧化铝膜板与基底之间的结合力，减小阳极氧化铝模板与基底之间的间隙，使得金属能够顺利进入阳极氧化铝模板的线型孔内形成纳米线；通过本专利技术方法可以制备出图案化的金属纳米线，进一步扩展了金属纳米线的应用领域。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方案：一种电镀夹持装置，包括顶杆，设置于顶杆下方的第一夹件，设置于第一夹件下方的第二夹件，设置于第二夹件下方的基座，所述第一夹件与第二夹件之间设置有夹持区，第一夹件和第二夹件均为刚性件。前述的一种电镀夹持装置，还包括支架主体和把手，把手固定在支架主体外壁面上；支架主体上设置有孔，顶杆穿过孔设置于支架主体上；支架主体内设置有夹持空间，第一夹件、第二夹件和基座均设置于夹持空间内，基座固定在支架主体上，第二夹件固定在基座上，所述顶杆的一端与第一夹件接触设置。把手的作用是为了方便地拿取支架主体和安装外接电路。前述的一种电镀夹持装置，所述夹持空间内还设置有第一挡板和第二挡板，所述第一挡板和第二挡板分别设置于第一夹件的两侧，且第一挡板和第二挡板均设置在支架主体的内壁上。第一挡板和第二挡板可以有效地防止第一夹件和第二夹件随顶杆转动。前述的一种电镀夹持装置，所述顶杆、第一夹件、第二夹件和基座均由耐酸碱腐蚀的绝缘材料制成。前述的一种电镀夹持装置，所述第一夹件和第二夹件均为厚度为10mm～50mm的片体或板体；第一夹件和第二夹件均由石英玻璃或钢化玻璃制成；第一夹件和第二夹件均呈矩形状、正方形状、圆形状、三角形状、菱形状。前述的一种电镀夹持装置，所述第一夹件与第二夹件之间的夹持区处设置有待电镀件；待电镀件包括金属阳极层、滤纸或水系微孔滤膜、阳极氧化铝层模板和导电基底，金属阳极层、滤纸或水系微孔滤膜、阳极氧化铝层模板和导电基底依次叠加设置，导电基底设置于第二夹件的上方。通过滤纸或水系微孔滤膜吸附和传导电沉积溶液。前述的一种电镀夹持装置，所述第一夹件包括第一硬平面，第二夹件包括第二硬平面，待电镀件设置于第一硬平面与第二硬平面之间。前述的一种电镀夹持装置，所述水系微孔滤膜为1层～3层。相比采用滤纸，采用水系微孔滤膜的效果更佳，而采用2层水系微孔滤膜的效果最佳。对比实验1：相同电化学沉积实验条件，在所使用待电镀件中分别采用滤纸、水系微孔滤膜进行电化学沉积实验得到如下表1所示结果：表1如上表1所示，在相同电化学沉积实验条件下，在所使用待电镀件中分别采用滤纸、水系微孔滤膜进行电化学沉积实验得知，采用滤纸得到实验样品非常不均匀，带有明显的滤纸表面纤维状痕迹，有明显的白色斑点状不均匀缺陷。均匀样品应该是全黑色。而采用水系微孔滤膜得到的实验样品颜色均匀且呈现为黑色，显微镜照片所显示微观形貌也均匀。对比实验2:相同电化学沉积实验条件，在所使用待电镀件中分别采用1层、2层、3层水系微孔滤膜进行电化学沉积实验得到如下表2所示结果：表2如上表2所示，在相同电化学沉积实验条件下，在所使用待电镀件中分别采用1层水系微孔滤膜、2层水系微孔滤膜进行电化学沉积实验可得知，相比采用1层水系微孔滤膜，采用2层水系微孔滤膜所得到的实验样品更加均匀，且颜色呈黑色。而使用3层水系微孔滤膜，也可以得到质地比较均匀的样品，但是相比使用2层水系微孔滤膜的所得到的实验样品几乎看不出差别。因此使用更多层数的水系微孔滤膜并不能获得效果更为明显的有益效果，反而会增加材料的浪费，而且使用更多层数后整个操作过程变更更加复杂，更加耗时。因此采用2层水系微孔滤膜为最佳选择。本专利技术通过调紧顶杆，对待电镀件施加夹持压力，夹紧待电镀件后，将整个电镀夹持装置浸入到电沉积液中，进行电化学沉积。由于整个电镀夹持装置需要浸泡在电化学沉积溶液中，而且第一夹件与金属阳极层直接接触，第二夹件与导电基底接触，因而第一夹件和第二夹件采用耐酸碱腐蚀的石英玻璃和钢化玻璃制成。采用石英玻璃或钢化玻璃可以制成足够坚硬的第一夹件和第二夹件，从而对第一夹件与第二夹件之间的被夹持件施以夹持压力。通过采用坚硬而平整的第一硬平面和第二硬平面，更有利于在阳极氧化铝模板和基底表面形成均匀的夹持压力。利用前述的电镀夹持装置制备图案化纳米线的方法，包括如下步骤：步骤S01：在导电基底上制备一层具有微米级图案的光刻胶；步骤S02：将导电基底放置在电镀夹持装置的夹持区中，然后依次在导电基底上叠放阳极氧化铝模板、滤纸或水系微孔滤膜和金属阳极层，通过电镀夹持装置对叠放的导电基底、阳极氧化铝模板、滤纸或水系微孔滤膜和金属阳极层施加夹持压力；步骤S03：将导电基底与外电路的负极连接，将金属阳极层与外电路的正极连接；步骤S04：然后将夹持有导电基底、阳极氧化铝模板、滤纸或水系微孔滤膜和金属阳极层的电镀夹持装置浸泡在电沉积液中，进行电化学沉积，在导电基底表面电沉积出金属，以形成金属纳米线；在电化学沉积过程中，通过滤纸或水系微孔滤膜吸附和传导电沉积溶液；步骤S05：溶解掉阳极氧化铝模板，获得在特定位置区域生长而成的金属纳米线阵列。步骤S01中包括：采用光刻工艺在导电基底上制备一层具有微米级图案的光刻胶，微米级图案由覆胶区和非覆胶区形成，光刻胶的厚度为0.2微米～5微米。与现有技术相比，本专利技术利用顶杆通过顶压的方式对第一夹件施加压力，并且第一夹件和第二夹件均采用刚性件，从而能够避免第一夹件和第二夹件在夹持过程中容易变形的问题。通过第一夹件和第二夹件夹住待电镀件，可以增加阳极氧化铝膜板与基底之间的结合力，减小阳极氧化铝模板与基底之间的间隙，使得金属能够顺利进入本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电镀夹持装置，其特征在于，包括顶杆(1)，设置于顶杆(1)下方的第一夹件(2)，设置于第一夹件(2)下方的第二夹件(3)，设置于第二夹件(3)下方的基座(4)，所述第一夹件(2)与第二夹件(3)之间设置有夹持区(5)，第一夹件(2)和第二夹件(3)均为刚性件。/n
【技术特征摘要】
1.一种电镀夹持装置，其特征在于，包括顶杆(1)，设置于顶杆(1)下方的第一夹件(2)，设置于第一夹件(2)下方的第二夹件(3)，设置于第二夹件(3)下方的基座(4)，所述第一夹件(2)与第二夹件(3)之间设置有夹持区(5)，第一夹件(2)和第二夹件(3)均为刚性件。
2.根据权利要求1所述的一种电镀夹持装置，其特征在于，还包括支架主体(13)和把手(14)，把手(14)固定在支架主体(13)外壁面上；所述支架主体(13)上设置有孔(15)，所述顶杆(1)穿过孔(15)设置于支架主体(13)上；所述支架主体(13)内设置有夹持空间(16)，所述第一夹件(2)、第二夹件(3)和基座(4)均设置于夹持空间(16)内，所述基座(4)固定在支架主体(13)上，第二夹件(3)固定在基座(4)上，所述顶杆(1)的一端与第一夹件(2)接触设置。
3.根据权利要求2所述的一种电镀夹持装置，其特征在于，所述夹持空间(16)内还设置有第一挡板(17)和第二挡板(18)，所述第一挡板(17)和第二挡板(18)分别设置于第一夹件(2)的两侧，且第一挡板(17)和第二挡板(18)均设置在支架主体(13)的内壁上。
4.根据权利要求3所述的一种电镀夹持装置，其特征在于，所述顶杆(1)、第一夹件(2)、第二夹件(3)和基座(4)均由耐酸碱腐蚀的绝缘材料制成。
5.根据权利要求4所述的一种电镀夹持装置，其特征在于，所述第一夹件(2)和第二夹件(3)均为厚度为10mm～50mm的片体或板体；第一夹件(2)和第二夹件(3)均由石英玻璃或钢化玻璃制成；第一夹件(2)和第二夹件(3)均呈矩形状、正方形状、圆形状、三角形状、菱形状。
6.根据权利要求5所述的一种电镀夹持装置，其特征在于，所述第一夹件(2)与第二夹件(3)之间的夹持区(5)处设置有待电镀件(6)；所述待电镀件...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭秋泉，赵呈春，贾沛沛，杨军，
申请(专利权)人：深圳拓扑精膜科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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