一种溶胶凝胶法制备纳米功能薄膜的装置制造方法及图纸

一种溶胶凝胶法制备纳米功能薄膜的装置，涉及一种制备薄膜的装置，包括前驱液容器８、大容器６、液体导管１４、高位前驱液瓶１５、减震基座２、支架１９；多孔圆筒４置于容器底部并与大容器６同轴，大容器６和多孔圆筒４的间隙填充硅胶至圆筒高度，在圆筒４内设有前驱液容器８并与大容器６和多孔圆筒４同轴。支架上方设有可移动的横梁，横梁右侧设一卡钳，卡钳卡住高位前驱液瓶１５。本实用新型专利技术的装置可以用于以各组分的胶体溶液为前驱液，在清洗好的基片表面制备与基片结合牢固的均匀透明的纳米功能薄膜，广泛用于在实验室中制备各种功能薄膜，如电致变色薄膜、透明导电薄膜、光催化薄膜、自清洁薄膜、光电或电光薄膜等。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种制备薄膜的装置，特别涉及一种使用溶胶凝胶法在基片表面制备均匀透明的纳米功能薄膜的装置。
技术介绍
薄膜材料是现代科学研究和高新
广泛研究的一类具有特殊结构和性能、应用领域极其广泛的先进材料。由于各研究者所在领域不同，研究的薄膜的类别也不同，其应用领域也不一样，但其共同的问题是：在所需要的基片表面制备出与基片结合牢固的均匀透明的纳米功能薄膜十分困难。由于薄膜的制备效率低，严重妨碍了课题研究进程。其主要原因有：①作为成膜液体的胶体溶液处于亚稳状态，极易受制备环境的影响而改变其性能。影响最大的环境因素是温度和湿度，胶体溶液最显著的变化是失稳，改变最显著的性能是粘度。而失稳和粘度直接影响薄膜的制备；②成膜过程中，基片表面的成膜液体的量很少，对环境因素(特别是温度和湿度)非常敏感。由于没有专有装置和技术，控制这些因素很困难。③由于没有专有装置和技术，在成膜期间内，胶体溶液和基片间没有合适的恒定的相对运动速度，因而没有形成均匀薄膜的基础；④在以往用于制备薄膜的仪器、设备或装置中使用了马达等电动部件，其运转的震动严重影响成膜的均匀性。溶胶凝胶法制备功能纳米薄膜具有突出的优势，因而其研究与应用领域极为广泛，几乎涵盖了功能薄膜的所有领域。能够稳定高效地以各组分的胶体溶液为前驱液，在清洗好的基片表面制备与基片结合牢固的均匀透明的纳米功能薄膜，对推进功能薄膜材料的研究至关重要。目前还没有公开的专门合适的仪器、设备和装置。因此技术一种装置，去除薄膜制备过程中影响胶体溶液稳定性和成膜过程中影响薄膜均匀性的因素，对高效制备使用事先制备好的胶体溶液在清洗好的基片表面上获得与基片结合牢固的均匀透明的纳米功能薄膜极为必要。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种使用溶胶凝胶法在基片表面制备均匀透明的纳米功能薄膜的装置，该装置采用流体力学原理，由具有固定基片装置的盛装胶体溶液、盛装该容器和干燥剂的密封大容器、液体导管、胶体溶液、减震基座、支架等构成；用该装置可以使用事先制备好的胶体溶液在清洗好的基片表面上获得与基片结合牢固的均匀透明的纳米功能薄膜。本技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种溶胶凝胶法制备纳米功能薄膜的装置，该装置采用流体力学原理，包括具有固定基片装置的盛装胶体溶液即薄膜前驱液容器、盛装该容器和干燥剂的密封大容器、液体导管、胶体溶液即薄膜高位前驱液瓶、减震基座、支架，多孔圆筒置于容器底部并与大容器同轴，大容器和多孔圆筒的间隙填充硅胶至圆筒高度，在圆筒内设有前驱液容器并与大容器和多孔圆筒同轴；待镀膜基片固定在横梁上，横梁置于前驱液容器的挂块(耳朵)中；-->胶塞及另一胶塞固定在容器盖上，分别插有温度计和溶液导管；通气孔上放有干燥剂；将组装好的组装容器盖盖在大容器上：支架上方设有可移动的横梁，横梁右侧设一卡钳，卡钳卡住高位前驱液瓶。所述的一种溶胶凝胶法制备纳米功能薄膜的装置，其使用透明聚甲基丙烯酸甲酯作为大容器的材质时，容器盖与大容器的连接方式为螺纹连接。所述的一种溶胶凝胶法制备纳米功能薄膜的装置，其使用仪器用玻璃作为大容器的材质时，容器盖与大容器的连接方式为磨口连接。所述的一种溶胶凝胶法制备纳米功能薄膜的装置，其薄膜前驱液容器的形状制备成圆形、椭圆形、正方形或矩形。所述的一种溶胶凝胶法制备纳米功能薄膜的装置，其大容器是由容器主体和容器盖两部分构成的密闭容器，容器盖上设有供溶液导管、温度计和通气用的孔，这些孔通过胶塞密封。所述的一种溶胶凝胶法制备纳米功能薄膜的装置，其该容器的内壁上部、在相互对称的位置上，有相互平行、固定横梁(用于吊挂镀膜基片)的挂块。所述的一种溶胶凝胶法制备纳米功能薄膜的装置，大容器与前驱液容器之间设有筛网构成的筒子，该筒子设在大容器的底部，在筒子和大容器之间装有干燥剂。所述的一种溶胶凝胶法制备纳米功能薄膜的装置，其特征在于该挂块位于容器上部，距离容器底部为五分之四容器高度的位置；该挂块的数量根据容器的尺寸大小而定，一般选择一对或二对。所述的一种溶胶凝胶法制备纳米功能薄膜的装置，其筛网孔径不大于干燥剂的颗粒径。本技术的优点与效果是：本技术的装置可以用于以各组分的胶体溶液为前驱液，在清洗好的基片表面制备与基片结合牢固的均匀透明的纳米功能薄膜，广泛用于在实验室中制备各种功能薄膜，如电致变色薄膜、透明导电薄膜、光催化薄膜、自清洁薄膜、光电或电光薄膜等，利用该原理制备大型设备即可应用于生产，这些薄膜广泛应用于光学、电学、声学、光电一体化、能源、环保、节能等诸多领域。附图说明本技术附图为整体结构示意图。具体实施方式下面参照附图对本技术进行详细说明：图中：1-橡胶板；2-吸震基座；3-基片；4-多孔圆筒；5-硅胶；6-大容器；7-胶带；8-前驱液容器；9-容器盖；10-通气孔；11-胶塞；12-温度计；13-胶塞；14-导管；15-高位前驱液瓶；16-吸管；17-吸嘴；18-低位前驱液瓶；19-支架；20-横梁；21-阀门。本技术用于：使用溶胶凝胶法在基片表面制备与基片结合牢固的均匀透明的纳米功能薄膜。这些纳米功能薄膜为无机物、无机物与有机物的复合物(杂化材料)。功能薄膜包括如下类型：-->电致变色薄膜：用于制备电致变色玻璃、智能窗、保密玻璃、调光玻璃、节能玻璃、主动变色材料，用于节能、环保、保密、军事伪装等领域；光催化薄膜：降解水中或空气中的有机污染物；双亲、双疏薄膜、单亲(亲水或秦油)薄膜：制备自清洁玻璃等；太阳能光阳极薄膜：制备太阳能电池；压电薄膜：制备传感器；固体电解质薄膜：制备传感器、离子导体薄膜；等等。本技术所述流体力学原理是指在本技术的装置中，镀膜过程应用了流体力学原理。使用本技术的装置，准备镀膜的基片浸入前驱液和从前驱液中脱出的镀膜过程，不是靠基片的机械移动，基片本身在整个镀膜过程不动，而是前驱液注入基片所在的容器和前驱液流出基片所在的容器的过程。镀膜过程如下：打开阀门21，处于高位的高位前驱液瓶15所盛装的前驱液具有较高的势(位)能，在自身重力作用下，注入基片所在的容器，并稳定地连续浸没基片，直到需要的高度，关闭阀门21，并在此高度保持所需要的时间；然后，将高位前驱液瓶15放置在低位，即为低位前驱液瓶18，这样，该瓶处于低位，完成镀膜作用的胶体溶液相比低位前驱液瓶18，具有较高的势(位)能，在自身重力作用下，流出基片所在的容器，并稳定地连续脱离基片，直到全部流出，关闭阀门。然后再将充满前驱液的低位前驱液瓶18放置在高位，即可重复上述镀膜过程。由于使用本技术的装置制备薄膜的过程中采用了流体力学原理，使得整个镀膜过程没有机械振动，前驱液和基片的相对运动始终保持稳定和连续，从而保证了所制备的薄膜在即片上的均匀性。由于该装置辅以减震基座2，并与工作台隔以橡胶板1，使得即使环境的微小振动，如研究人员的走步震动等，均能被装置吸收掉，而影响不到所制备薄膜的均匀性。由于使用本技术的装置制备薄膜的过程中采用了流体力学原理，整个镀膜过程在密闭的容器中进行，由实验室提供恒定的温度，装置本身控制恒定的镀膜环境湿度，保证了在整个镀膜过程中胶体溶液不受环境温度、湿度、空气质量等的影响，胶体溶液处于相同的状态，即保持相同的粘度、组成等特有性质，进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种溶胶凝胶法制备纳米功能薄膜的装置，其特征在于该装置采用流体力学原理，包括具有固定基片装置的盛装胶体溶液即薄膜前驱液容器（８）、盛装该容器和干燥剂的密封大容器（６）、液体导管（１４）、胶体溶液即薄膜高位前驱液瓶（１５）、减震基座（２）、支架（１９），多孔圆筒（４）置于容器底部并与大容器（６）同轴，大容器（６）和多孔圆筒（４）的间隙填充硅胶至圆筒高度，在圆筒（４）内设有前驱液容器（８）并与大容器（６）和多孔圆筒（４）同轴；待镀膜基片（３）固定在横梁（２０）上，横梁置于前驱液容器（８）的挂块中；胶塞（１１）及另一胶塞（１３）固定在容器盖上，分别插有温度计和溶液导管；通气孔上放有干燥剂；将组装好的组装容器盖（９）置于大容器（６）上：支架上方设有可移动的横梁，横梁右侧设一卡钳，卡钳卡住高位前驱液瓶（１５）。

【技术特征摘要】
1.一种溶胶凝胶法制备纳米功能薄膜的装置，其特征在于该装置采用流体力学原理，包括具有固定基片装置的盛装胶体溶液即薄膜前驱液容器(8)、盛装该容器和干燥剂的密封大容器(6)、液体导管(14)、胶体溶液即薄膜高位前驱液瓶(15)、减震基座(2)、支架(19)，多孔圆筒(4)置于容器底部并与大容器(6)同轴，大容器(6)和多孔圆筒(4)的间隙填充硅胶至圆筒高度，在圆筒(4)内设有前驱液容器(8)并与大容器(6)和多孔圆筒(4)同轴；待镀膜基片(3)固定在横梁(20)上，横梁置于前驱液容器(8)的挂块中；胶塞(11)及另一胶塞(13)固定在容器盖上，分别插有温度计和溶液导管；通气孔上放有干燥剂；将组装好的组装容器盖(9)置于大容器(6)上：支架上方设有可移动的横梁，横梁右侧设一卡钳，卡钳卡住高位前驱液瓶(15)。2.根据权利要求1所述的一种溶胶凝胶法制备纳米功能薄膜的装置，其特征在于使用透明聚甲基丙烯酸甲酯作为大容器(6)的材质时容器盖(9)与大容器(6)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕孝国，牛微，蔡云平，毕钰帛，
申请(专利权)人：沈阳工程学院，
类型：实用新型
国别省市：89[中国|沈阳]