一种无脱膜剂的自支撑靶膜的制备方法技术

本发明专利技术涉及膜材料制备技术，具体公开了一种无脱膜剂的自支撑靶膜的制备方法。所述制备方法通过对自支撑靶膜制备方法中的磁控溅射与退火处理两个工艺进行调整，在衬底上直接制备得到与衬底结合力较弱的薄膜，之后通过温和的应力改变来使薄膜脱离衬底，无需脱膜剂参与，脱离过程也不会破坏薄膜结构，实现无脱模剂污染的自支撑靶膜的制备。避免自支撑靶膜作为核靶时，传统制备方法中脱膜剂的污染影响核试验结果的准确性。试验结果的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种无脱膜剂的自支撑靶膜的制备方法


[0001]本专利技术涉及膜材料制备技术，尤其涉及一种无脱膜剂的自支撑靶膜的制备方法。

技术介绍

[0002]自支撑靶，相对于有衬靶而言，是指在使用过程中无载体支撑的靶，厚度范围从几十纳米到几十微米。在很多核科学研究中，尤其是在低能核物理、激光核物理、原子与分子物理、天体核物理和核化学实验中都需要以自支撑靶作为靶膜。
[0003]自支撑靶膜的制备通常是在衬底上预先制备一层脱膜剂，然后再其上制备一定厚度的薄膜，最后通过在溶液中将脱膜剂溶解从而剥离得到薄膜，再用靶框将薄膜捞取获得自支撑靶膜，用作自支撑核靶。然而，由于脱膜剂在溶解过程中会污染核靶带来杂质，因此会影响核试验结果的准确性。
[0004]因此，亟待开发一种无需脱膜剂参与的自支撑靶膜的制备方法，避免制备过程中脱膜剂的引入对所生产的自支撑靶膜产品带来的上述不利影响。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供无脱膜剂的自支撑靶膜的制备方法，避免脱膜剂污染影响核试验结果的准确性。
[0006]为了实现本专利技术目的，本专利技术的技术方案如下：
[0007]本专利技术首先提供一种无脱膜剂的自支撑靶膜的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0008](1)将薄膜材料采用磁控溅射的方式，在温度不高于150℃、功率为100～400瓦的工艺条件下，于衬底上制备并形成薄膜，得到薄膜衬底结合体；
[0009](2)将步骤(1)得到的薄膜衬底结合体升温至400～500℃的退火温度下，退火0.5～2小时，之后降温至室温；
[0010](3)将步骤(2)所得薄膜衬底结合体浸泡在与其具有温度差的水溶液中，改变薄膜应力使薄膜与衬底脱离，获得所述自支撑靶膜。
[0011]作为优选，步骤(2)中，升温速度为3～10℃/分钟，降温速度为5～10℃/分钟。
[0012]进一步优选，步骤(2)中，在真空或者氮气、氩气气氛中进行退火。
[0013]可选地，所述衬底为玻璃衬底。
[0014]进一步地，步骤(3)中，将步骤(2)所得薄膜衬底结合体浸泡在与其具有15～75℃温度差的水溶液中，通过温和改变薄膜应力，使薄膜与衬底脱离。
[0015]更进一步地，步骤(3)可以通过两种不同方式得以实现：
[0016]其一为：根据不同的膜层厚度可采用不同温度的水溶液浸泡步骤(2)所得薄膜衬底结合体，使膜层剥离：
[0017]膜层厚度大于等于1微米时，采用40～60℃的水；
[0018]膜层厚度小于1微米时，采用60～90℃的水。
[0019]其二为：将步骤(2)所得薄膜衬底结合体在空气或者氮气中加热到50～100℃，持续10～30分钟，然后快速放入常温水溶液中脱膜；
[0020]膜层厚度大于等于1微米时，加热到50～80℃；
[0021]膜层厚度小于1微米时，加热到70～100℃。
[0022]本专利技术前述制备方法为一种普适性的无脱膜剂参与的自支撑靶膜的制备方法，在针对不同薄膜材料制备自支撑靶膜时，将在前述工艺参数条件下，存在进一步的优选条件。
[0023]因此，本专利技术进一步针对自支撑靶膜为碳膜或硼膜的无脱膜剂的自支撑靶膜的制备方法。
[0024]当所述自支撑靶膜为碳膜时，其制备方法包括如下步骤：
[0025](1)将薄膜材料采用磁控溅射的方式，在温度不高于100℃、功率为200～400瓦、气压为0.3～1帕的工艺条件下，于玻璃衬底上制备并形成薄膜，得到薄膜衬底结合体；
[0026](2)将步骤(1)得到的薄膜衬底结合体以5～10℃/分钟的速率升温到400度，退火0.5～1小时，再以5～10℃/分钟的速率降温至室温；
[0027](3)将步骤(2)所得薄膜衬底结合体浸泡在与其具有温度差的水溶液中，改变薄膜应力使薄膜与衬底脱离，获得所述自支撑靶膜。
[0028]当所述自支撑靶膜为硼膜时，其制备方法包括如下步骤：
[0029](1)将薄膜材料采用磁控溅射的方式，在温度不高于150℃、功率为100～200瓦、气压为0.3～0.7帕的工艺条件下，于玻璃衬底上制备形成薄膜；
[0030](2)将步骤(1)得到的带有薄膜的衬底以3～8℃/分钟的速率升温到500度，退火1～2小时，再以5～10℃/分钟的速率降温至室温；
[0031](3)将步骤(2)所得薄膜衬底结合体浸泡在与其具有温度差的水溶液中，改变薄膜应力使薄膜与衬底脱离，获得所述自支撑靶膜。
[0032]上述两种材料的自支撑靶膜的制备方法中，步骤(3)及具体实现方式，与本专利技术前述制备方法中的步骤(3)及具体实现方式相同。
[0033]本专利技术涉及到的原料或试剂均为普通市售产品，涉及到的操作如无特殊说明均为本领域常规操作。
[0034]在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可以相互组合，得到具体实施方式。
[0035]本专利技术的有益效果在于：
[0036]本专利技术通过对自支撑靶膜制备方法中的磁控溅射与退火处理两个工艺进行调整，在衬底上直接制备得到与衬底结合力较弱的薄膜，之后通过温和的应力改变来使薄膜脱离衬底，无需脱膜剂参与，脱离过程也不会破坏薄膜结构，实现无脱模剂污染的自支撑靶膜的制备。避免自支撑靶膜作为核靶时，传统制备方法中脱膜剂的污染影响核试验结果的准确性。
附图说明
[0037]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0038]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0039]图1为采用本专利技术制备方法制备的自支撑靶膜的表面残留检测。
[0040]图2为采用常规方法(应用脱膜剂)制备的自支撑靶膜的表面残留检测。
[0041]图3为采用本专利技术制备方法制备的自支撑靶膜的表面形态图。
[0042]图4为采用常规方法(应用脱膜剂)制备的自支撑靶膜的表面形态图。
具体实施方式
[0043]本专利技术提供一种无脱膜剂的自支撑靶膜的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0044]所述制备方法包括如下步骤：
[0045](1)将薄膜材料采用磁控溅射的方式，在温度不高于150℃、功率为100～400瓦的工艺条件下，于衬底上制备并形成薄膜，得到薄膜衬底结合体；
[0046]在上述低温条件下，可使膜层与衬底以机械结合和范德华结合为主，可以降低膜层与衬底的结合力；在上述高功率条件下，由于膜层本身应力增加，可以进一步降低膜层与衬底的结合力；
[0047](2)将步骤(1)得到的薄膜衬底结合体升温至400～500℃的退火温度下，退火0.5～2小时，之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无脱膜剂的自支撑靶膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)将薄膜材料采用磁控溅射的方式，在温度不高于150℃、功率为100～400瓦的工艺条件下，于衬底上制备并形成薄膜，得到薄膜衬底结合体；(2)将步骤(1)得到的薄膜衬底结合体升温至400～500℃的退火温度下，退火0.5～2小时，之后降温至室温；(3)将步骤(2)所得薄膜衬底结合体浸泡在与其具有温度差的水溶液中，改变薄膜应力使薄膜与衬底脱离，获得所述自支撑靶膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，升温速度为3～10℃/分钟，降温速度为5～10℃/分钟。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，在真空或者氮气、氩气气氛中进行退火。4.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述衬底为玻璃衬底。5.根据权利要求1～4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，将步骤(2)所得薄膜衬底结合体浸泡在与其具有15～75℃温度差的水溶液中。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)具体为：根据不同的膜层厚度可采用不同温度的水溶液浸泡步骤(2)所得薄膜衬底结合体，使膜层剥离：膜层厚度大于等于1微米时，采用40～60℃的水；膜层厚度小于1微米时，采用60℃～90℃的水。7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)具体为：将步骤(2)所得薄膜衬底结合体在空气或者氮气中加热到...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵冠超，魏彦存，耿金峰，孟垂舟，陈培培，
申请(专利权)人：新奥天津能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：