专利名称：一种用于改善化学溶液提拉法涂覆长带的辅助装置及使用方法
技术领域：
本发明提供一种用于改善化学溶液提拉法涂覆长带效果的辅助装置及使用方法，属于制备材料的设备技术领域。
背景技术：
涂覆化学溶液常用的旋转涂膜法是将待旋涂液滴注到基片表面上，然后经高速旋转甩去多余溶液，将其均匀铺展到基片上形成薄膜。但是由于在旋涂过程中样品要处于高速旋转的状态，因此该方法只适用于小型基片表面的涂膜，而无法实现在长带上涂膜的应用。传统的化学溶液涂覆长带方法则多采用提拉法，其过程为待涂覆的长带通过传送装置送入溶液池中浸涂溶液，再通过提拉离开溶液池，依靠重力作用去除多余溶液，完成长带涂覆过程。这种涂覆薄膜方法是通过吸附粘结使溶液吸附在长带表面并通过重力作用使多余溶液离开长带表面。由于没有其他外力作用，这种方法涂覆出来的薄膜一般较厚，薄膜和长带的粘结性较差，还会造成待涂覆溶液的浪费。因此需要一种针对长带涂覆方法的改良装置，使其涂覆过程能够模拟旋涂法的效果，去除多余溶液，降低涂膜厚度，增加薄膜均匀性，可为长带涂覆化学溶液提供更丰富的处理条件，获得更理想的涂覆结果，并且能够节省涂覆溶液，降低成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于改善化学溶液提拉法涂覆长带效果的辅助装置及使用方法，该装置能够在提拉法涂膜的基础上获得更薄、更均匀的薄膜，并且在此过程中减少溶液的浪费。该装置作为涂覆长带的备选装置，结构简单，易于安装、拆卸，可方便地与现有涂覆系统进行自由整合。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种用于改善化学溶液提拉法涂覆长带效果的辅助装置，其特征在于整套装置包括气体压缩机、气体流量计、出气喷头和支撑装置；气体流量计安装在出气喷头与气体压缩机之间，出气喷头由支撑装置固定，出气喷头倾斜向下，使气体压缩机出来的气体通过气体流量计达到出气喷头，使出气喷头喷出的气体能够直接喷射到溶液提拉法中吸附粘结有化学溶液的长带表面。上述的出气喷头倾斜向下指的是出气喷头喷出的气体与长带之间的夹角Θ〈90°，使得喷出的气体沿竖直方向向基带上的化学溶液施加向下的推力，能够促使化学溶液依靠重力作向下移动，同时在垂直基带方向上还向化学溶液施加压力，增加化学溶液与基带之间的结合力。出气喷头有多种选择，可以根据长带的宽度选择稍宽于长带宽度的出气喷头；出气喷头喷出的气体可以是空气、惰性气体、保护性气体等，涂膜过程中根据需要，对不同的涂覆溶液和涂覆对象选择合适的气体，同时也可调节支撑装置用于固定出气喷头，方便调节其与长带间的距离、夹角。所述的装置可以用来改善化学溶液提拉法涂覆长带效果，在涂覆长带过程中可以在所涂覆长带的一侧单独使用或两侧配合使用。该装置可以独立拆装，其支撑装置可以实现出气喷头的自由移动，使其与长带达到合适距离，并且可以调节出气喷头与长带的夹角(夹角指出气喷头气体喷出方向与长带走向之间的夹角，夹角θ〈90° ),使溶液达到最有效的涂覆结果。本发明采用上述的辅助装置辅助化学溶液提拉法涂覆长带的方法，包括以下步骤化学溶液提拉法涂覆长带进行涂膜时，通过调节支撑装置把出气喷头置于长带表面附近，打开气体压缩机，通过调节气体流量、出气喷头与长带表面的距离和夹角，最终在长带上得到所需的溶液薄膜。出气喷头与长带表面的距离的最佳选择是出气喷头不接触长带上的涂覆溶液的最小距离，调节空气流量和出气喷头与长带表面的夹角可以得到不同厚度的薄膜。通过此 装置对现有提拉法涂覆系统的改进，可以在去除长带上多余溶液的同时，将多余溶液送回溶液池，减少浪费，降低成本，还可以利用气体将已吸附的溶液紧密地压附在长带上，获得更薄、更均匀的薄膜。本发明和现有技术相比有如下优点1.采用化学溶液提拉法，用本装置作为辅助装置进行长带涂覆，可以获得更薄、更均匀的薄膜，并且在涂覆过程中减少待涂覆溶液的浪费，降低成本；2.本装置作为涂覆长带的备选装置，结构简单，易于安装、拆卸，可方便地与现有涂覆系统进行自由整合。
图1 一种用于改善化学溶液提拉法涂覆长带效果的辅助装置的示意图。
具体实施例方式实施例1采用本发明的一种用于改善化学溶液提拉法涂覆长带效果的装置用于YBCO前驱液(三氟乙酸钇、三氟乙酸钡、α—甲基丙烯酸铜的混合溶液)涂覆10米长，IOmm宽镍钨基带。实施时，选择15mm宽的气体喷头并固定,调节气体喷头与基带之间的角度和距离，完成准备工序。打开气体压缩机，通过调节气体流量计得到合适的气体流量。气体喷头喷出的气体在基带上产生与走带方向相反和与走带方向垂直的作用力，与走带方向相反的作用力使多余的液体流回溶液池；与走带方向垂直的作用力使涂覆溶液均匀地涂覆在基带上，完成YBCO前驱液液涂覆基带。具体实施工艺基带走带速度60mm/min,喷头顶部与基带距离为IOmm,喷头与基带的夹角Θ为32°，气体流量为480mL/min。通过此实施方案得到的涂覆薄膜后的基带涂膜均匀，经后处理后得到的YBCO薄膜厚度为220nm。对比例I对比实施例1，利用没有辅助装置的提拉法涂膜，用YBCO前驱液(三氟乙酸钇、三氟乙酸钡、α —甲基丙烯酸铜的混合溶液)涂覆10米长，IOmm宽镍钨基带。对比实施例1，除去本发明所述的辅助装置，其他涂覆条件和实施例1完全相同。得到的涂膜长带和实施例1得到的长带相比，薄膜均匀性很差，在部分区域明显过厚，最终得到的薄膜最薄的地方22lnm，最厚的地方厚达232nm。实施例2本发明一种用于改善化学溶液提拉法涂覆长带效果的装置用于CeO2前驱液(乙酰丙酮铈和正丙醇的混合溶液)涂覆10米长，5mm宽铜镍基带。实施时，选择IOmm宽的气体喷头并固定，调节气体喷头与基带之间的角度和距离，完成准备工序。打开气体压缩机，通过调节气体流量计得到合适的气体流量。气体喷头喷出的气体在基带上产生与走带方向相反和与走带方向垂直的作用力，与走带方向相反的作用力使多余的液体流回溶液池；与走带方向垂直的作用力使涂覆溶液均匀地涂覆在基带 上，完成CeO2前驱液液涂覆铜镍基带。具体实施工艺基带走带速度120mm/min,喷头顶部与基带距离为IOmm,喷头与基带的夹角Θ为41°，气体流量为320mL/min。通过此实施方案得到的涂覆薄膜后的基带涂膜均匀，经后处理后得到的CeO2薄膜厚度为25nm。对比例2对比实施例2，利用没有辅助装置的提拉法涂膜，用CeO2前驱液(乙酰丙酮铈和正丙醇的混合溶液)涂覆10米长，5mm宽铜镍基带。对比实施例2，除去本发明所述的辅助装置，其他涂覆条件和实施例2完全相同。最终得到的薄膜最薄的地方221nm，最厚的地方厚达32nm。
权利要求
1.一种用于改善化学溶液提拉法涂覆长带的辅助装置，其特征在于，该装置包括气体压缩机、气体流量计、出气喷头和支撑装置；气体流量计安装在出气喷头与气体压缩机之间，出气喷头由支撑装置固定，出气喷头倾斜向下，使气体压缩机出来的气体通过气体流量计达到出气喷头，使出气喷头喷出的气体能够直接喷射到化学溶液提拉法中吸附粘结有化学溶液的长带表面。
2.按照权利要求1所述的辅助装置，其特征在于，出气喷头倾斜向下指的是出气喷头喷出的气体与长带之间的夹角θ〈90°，使得喷出的气体沿竖直方向向基带上的化学溶液施加向下的推力，能够促使化学溶液依靠重力作向下移动，同时在垂直基带方向上还向化学溶液施加压力，增加化学溶液与基带之间的结合力。
3.按照权利要求1所述的辅助装置，其特征在于，出气喷头喷出的气体是空气、惰性气体或保护性气体。
4.利用权利要求1-3所述的任一的装置辅助化学溶液提拉法涂覆长带的方法，包括以下步骤化学溶液提拉法涂覆长带进行涂膜时，通过调节支撑装置把出气喷头置于长带表面附近，打开气体压缩机，通过调节气体流量、出气喷头与长带表面的距离和夹角，最终在长带上得到所需的溶液薄膜。
5.按照权利要求4的方法，其特征在于，在所涂覆长带的一侧单独使用或两侧配合使用辅助装置。
全文摘要
一种用于改善化学溶液提拉法涂覆长带的辅助装置及使用方法，属于制备材料的设备技术领域。包括气体压缩机、气体流量计、出气喷头和支撑装置；气体流量计安装在出气喷头与气体压缩机之间，出气喷头由支撑装置固定，出气喷头倾斜向下，使气体压缩机出来的气体通过气体流量计达到出气喷头，使出气喷头喷出的气体能够直接喷射到化学溶液提拉法中吸附粘结有化学溶液的长带表面。采用本发明装置的可以获得更薄、更均匀的薄膜，并且在涂覆过程中减少待涂覆溶液的浪费，降低成本。
文档编号B05B9/04GK103008149SQ20121058990
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者索红莉, 马麟, 陈立佳, 田辉, 梁雅儒, 王鼎元, 王毅 申请人:北京工业大学