专利名称：一种液面下降法制备薄膜的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液面下降法制备薄膜的装置，适用于利用溶胶制备的各种薄膜， 涉及材料、化学、物理、机械、电子等领域。
背景技术：
传统的浸渍_提拉法制备薄膜一般采用基片提拉式，即将基片浸入溶胶后利用传 动装置将基片提拉出液面，实现镀膜过程。本发明提供的装置则使基片固定，利用简单的液 压原理实现溶胶液面的升降，从而完成在基片表面的镀膜过程。该装置相对于传统的提拉镀膜方法的优势在于不用复杂昂贵的机械传动以及控 制系统而利用简单的限流装置就能实现稳定均勻的浸渍提拉镀膜过程。并且本装置上端设 有透明保护罩，不仅可以监视薄膜的浸渍-提拉过程，而且还为镀膜过程提供了洁净的环 境；由于提拉镀膜需要一个相对可控的气氛，本提拉装置还配备了气体入口，可以通入干燥 的氮气或空气，在镀膜过程提供气氛调节。通入的气体从装置下端进入并缓冲，通过中间隔 板的小气孔均勻地进入整个装置，并从上端气体出口排出。流动的气流可以带走薄膜表面 挥发的溶剂分子，让附着在基片表面的溶胶及时干燥凝胶化而不至于向下流动造成镀膜的 不均勻，小孔的设计减少了提拉环境的气流扰动，让镀膜过程更稳定。该装置内还可以安装 温度、湿度传感器，随时获得镀膜的环境参数。
发明内容
本发明的技术解决问题改善现有溶胶镀膜技术镀膜不均勻、设备复杂昂贵、镀膜 环境不可控等不足，提供一种简单稳定地制备凝胶薄膜的装置和方法。本发明的技术解决方案一种液面下降法制备薄膜的装置，该装置包括一透明外罩，为圆柱体，顶部设有一可活动的上盖，用于固定基片支架并密闭防
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土 ；一基片支架，固定于上盖的中心位置；一隔板，位于圆柱透明外罩的中部，将透明外罩分隔成上下两个空间；隔板上设置 有多个气孔，隔板中心位置设有与活塞套筒大小相同的孔洞；所述的多个气孔均勻分布在 隔板面上，用于透明外罩圆柱体上下两部分的气体流通。一活塞套筒，通过所述隔板中心位置的孔洞，固定于透明外罩下部分空间；活塞套 筒的底部连接有两根液压管道，分别连接至一进液口及一排液口 ；通过进液和排液控制活 塞套筒内的活塞上下运动；一容器，固定于活塞的顶端，用于盛放溶胶；一底座，呈圆柱槽形，整个透明外罩固定于底座上；底座可以用于盛放干燥剂。一排气口，设置于透明外罩上，位于整个装置的上部；一进气口，设置在底座周侧。所述的进气口及排气口，可以通过充入氮气或干燥空气对镀膜环境进行保护或保证整个装置内环境的干燥。所述液压管道上设置有控速装置，用于控制活塞的升降速度从而控制基片和溶胶 的分离速度。所述的进气口和排气口设置有用于调节气体流量大小的调节阀。所述的底座与透明外罩可以自由分离、固定。本发明与现有技术相比的优点如下(1)不用复杂昂贵的机械传动以及控制系统而利用简单的限流装置就能实现稳定 均勻的浸渍提拉镀膜过程。(2)在镀膜过程可以提供保护气氛。
图1所示为本发明的结构示意。图中由1-透明外罩、2-进液口、3-排液口、4-进气口、5-底座、6-液压管道、7-活 塞套筒、8-隔板、9-气孔、10-活塞、11-容器、12-基片支架、13-排气口、14-上盖。
具体实施例方式下面结合附图，对本发明的技术方案做进一步说明如图1所示，一种液面下降法 制备薄膜的装置，该装置包括一透明外罩1，为圆柱体，顶部设有一可活动的上盖14，用于固定基片支架12并密 闭防尘；一基片支架12，可为一钩状体，固定于上盖14的中心位置；一隔板8，位于圆柱透明外罩1的中部，将透明外罩分隔成上下两个空间；隔板8 上设置有多个气孔9，隔板中心位置设有与活塞套筒大小相同的孔洞；所述的多个气孔9均 勻分布在隔板面上，用于透明外罩圆柱体上下两部分的气体流通。一活塞套筒7，通过所述隔板中心位置的孔洞，固定于透明外罩下部分空间；活塞 套筒7的底部连接有两根液压管道6，分别连接至一进液口 2及一排液口 3 ；通过进液和排 液控制活塞套筒内的活塞10上下运动；一容器11，固定于活塞10的顶端，用于盛放溶胶；一底座5，呈圆柱槽形，整个透明外罩1固定于底座5上；底座可以用于盛放干燥 剂。一排气口 13，设置于透明外罩1上，位于整个装置的上部；一进气口 4，设置在底座周侧的相应位置。所述的进气口及排气口 13，可以通过充入氮气或干燥空气对镀膜环境进行保护或 保证整个装置内环境的干燥。所述液压管道6上设置有控速装置，用于控制活塞的升降速度从而控制基片和溶 胶的分离速度。所述的进气口 4和排气口 13设置有用于调节气体流量大小的调节阀(图中未 示)°所述的底座5与透明外罩1可自由分离、固定。
如图1所示，本发明装置如此图所示竖立放置。首先在底座5上平铺一层干燥剂 (无干燥气流时可选)，然后在容器11内装入适量溶胶，在基片支架12上悬挂清洁基片，从 进气口 4内充入空气，调节排气口 13使得气流均勻慢速流动，保证整个装置在干燥气氛内。打开进液口 2，向液压管道6注入水，活塞10缓慢上升，当容器11内的溶胶将基片 淹没时，关闭进液口 2，等待1分钟待系统稳定，然后开启排液口 3，容器11内的溶胶面随活 塞10和容器11逐渐下移，溶胶面的下移速度可以通过设置于液压管道6上的限速阀调整， 当基片完全露出溶胶面后，关闭排液口 3，即完成一次镀膜。可打开上盖14，从基片支架12 上取出样品。以上就本发明的实施方式作了说明，但本发明也可以其它的方式实施，本发明可 以在本申请权利要求书所载的权力要求范围内作各种设计更改。
权利要求
一种液面下降法制备薄膜的装置，其特征在于该装置包括一透明外罩，为圆柱体，顶部设有一可活动的上盖，用于固定基片支架并密闭防尘；一基片支架，固定于上盖的中心位置；一隔板，位于圆柱透明外罩的中部，将透明外罩分隔成上下两个空间；隔板上设置有气孔，隔板中心位置设有与活塞套筒大小相同的孔洞；一活塞套筒，通过所述隔板中心位置的孔洞，固定于透明外罩下部分空间；活塞套筒的底部连接有两根液压管道，分别连接至一进液口及一排液口；通过进液和排液控制活塞套筒内的活塞上下运动；一容器，固定于活塞的顶端，用于盛放溶胶；一底座，呈圆柱槽形，整个透明外罩固定于底座上；底座可以用于盛放干燥剂。一排气口，设置于透明外罩上，位于整个装置的上部；一进气口，设置在底座周侧。
2.根据权利要求1所述的一种液面下降法制备薄膜的装置，其特征在于所述的液压 管道上设置有控速装置，用于控制活塞的升降速度从而控制基片和溶胶的分离速度。
3.根据权利要求1所述的一种液面下降法制备薄膜的装置，其特征在于所述的进气 口和排气口设置有用于调节气体流量大小的调节阀。
4.根据权利要求1所述的一种液面下降法制备薄膜的装置，其特征在于所述的底座 与透明外罩能够自由分离、固定。
全文摘要
本发明涉及一种液面下降法制备薄膜的装置，利用液压原理控制溶胶液面稳定下降，实现在基片上均匀镀膜。该装置主要由液压活塞、液压活塞套筒、基片支架等组成。将表面清洁的基片悬挂于顶端的样品支架上，并将盛有溶胶的容器固定于液压活塞顶端，关闭装置下端的液压管道排液口，利用液压泵通过进液口向活塞套筒内注入液体(水或油)，活塞将带动顶端盛有溶胶的容器向上运动，并且溶胶逐渐将悬挂的样品基片淹没，完成基片的浸渍过程；然后停止注入液体，打开排液口，活塞开始向下移动，完成溶胶在基片表面的均匀镀膜。利用限流阀控制液体的注入和排出流速，可以精确控制镀膜速度。本装置还设有气体通道，可以向装置中充入干燥气体来控制镀膜环境的气氛。装置中隔板小孔的设计减少了气流扰动，让镀膜过程更稳定。
文档编号B05C3/09GK101884969SQ201010219340
公开日2010年11月17日 申请日期2010年6月25日 优先权日2010年6月25日
发明者张俊英, 张巍巍, 朱海玲, 潘锋, 王天民 申请人:北京航空航天大学