平面透镜的制备方法与流程

文档序号:12729881阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种平面透镜的制备方法,其特征在于,包括以下过程:将纳米流体材料溶液滴加到凝胶块体材料上,通过纳米流体材料在凝胶块体材料中的扩散,使纳米流体材料渗透后的凝胶块体材料折射率渐变,干燥后形成平面透镜。

2.如权利要求1所述的平面透镜的制备方法,其特征在于,当所述加入的纳米流体材料溶液的体积为1~100mL、质量浓度为0.1~5%时,所述凝胶块体材料的接收纳米流体材料的表面积为1~100cm2,所述凝胶块体材料的厚度为1~10mm。

3.如权利要求1所述的平面透镜的制备方法,其特征在于,所述凝胶块体材料为多孔凝胶片;所述多孔凝胶片的孔径为1~1000nm。

4.如权利要求3所述的平面透镜的制备方法,其特征在于,所述多孔凝胶片为多孔二氧化硅凝胶块、多孔二氧化钛凝胶块、多孔二氧化锆凝胶块中的任意一种。

5.如权利要求1所述的平面透镜的制备方法,其特征在于,所述纳米流体材料溶液为晶态Si纳米粒子、纳米二氧化钛、纳米二氧化锆、纳米硫化铅、纳米硫化锌、石墨烯溶液中的任意一种。

6.如权利要求1所述的平面透镜的制备方法,其特征在于,所述纳米流体材料的制备方法为:将纳米粒子加入质量分数为8~15%的氨水溶液中,然后加入分散剂,以1000~3000r/min的速度搅拌10~30min,将搅拌后的料液放入高压脉冲处理室中利用高压脉冲电场预处理120~240min;然后将料液加入超临界反应装置中,并加入聚乙烯吡咯烷酮,在体系密封后通入二氧化碳至15~25MPa,搅拌反应1~3小时,然后卸去二氧化碳压力,加入钛酸酯偶联剂,再次注入二氧化碳至压力为40~60MPa,搅拌10~20小时,卸压,得到纳米流体材料。

7.如权利要求4所述的平面透镜的制备方法,其特征在于,所述纳米粒子与钛酸酯偶联剂的质量比为1:10~15;所述纳米粒子与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为1:5~10;所述氨水溶液的用量为:每1g纳米粒子加入10~50mL氨水溶液;所述纳米粒子与分散剂的质量比为1:0.01~0.05;所述高压脉冲电场预处理的参数为:脉冲幅度为10~20KV,脉冲频率为800~1500Hz,脉冲宽度为8~15us;所述分散剂为1-乙基-3-甲基氯化咪唑、1-丁基-3-甲基氯化咪唑、1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1,3-二甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑乳酸中的一种。

8.如权利要求4所述的平面透镜的制备方法,其特征在于,所述纳米粒子为晶态Si纳米粒子、纳米二氧化钛、纳米二氧化锆、纳米硫化铅、纳米硫化锌、石墨烯中的任意一种。

9.如权利要求1所述的平面透镜的制备方法,其特征在于,将纳米流体材料滴加到凝胶块体材料上的步骤替换为:将纳米流体材料加入乙醇中,配制成质量浓度为0.05~5%的纳米流体材料溶液,采用电喷方法将纳米流体材料溶液喷射到凝胶块体材料上;所述电喷方法为:将纳米流体材料溶液注入带不锈钢喷头的喷射容器内,然后用高压电源将电压施加在不锈钢喷头上,且将不锈钢喷头朝向凝胶块体材料表面,并利用与喷射容器连接的推进泵将喷射容器内的纳米流体材料溶液通过不锈钢喷头喷射在凝胶块体材料表面;通过纳米流体材料在凝胶块体材料中的扩散,使纳米流体材料渗透后的凝胶块体材料折射率渐变,干燥后形成平面透镜。

10.如权利要求9所述的平面透镜的制备方法,其特征在于,所述凝胶块体材料为10cm×10cm的正方形凝胶片,其厚度为5mm;所述凝胶块体材料放置在移动平台上,在纳米流体材料溶液未开始喷射时,所述不锈钢喷头位于凝胶块体材料的中心位置,在纳米流体材料溶液开始喷射时,每喷射1min,凝胶块体材料通过移动平台移动0.5~1cm,使不锈钢喷头朝向凝胶块体材料不同的位置进行喷射;所述电喷方法采用的喷射条件为:环境温度为35~40℃、高压电源的输出电压为5~12kv、凝胶块体材料表面与不锈钢喷头之间距离为10~15cm、电喷速度为1~3mL/h;所述不锈钢喷头的内径为1~2mm。

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