CN110459367A - 一种极低放气率的高热辐射系数导电薄膜的制备方法 - Google Patents

一种极低放气率的高热辐射系数导电薄膜的制备方法 Download PDF

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熊德智
熊转贤
朱强
贺凌翔
吕宝龙
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    • H—ELECTRICITY
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Abstract

本发明公开了一种极低放气率的高热辐射系数导电薄膜的制备方法，冲洗衬片得到衬底；将石墨粉与有机硅树脂胶倒入干净的烧杯中充分搅拌，获得石墨粉与有机硅树脂胶混合均匀的混合物；将混合物均匀的刷到衬底的表面上；对衬底进行烘烤干燥，获得导电薄膜片。本发明将具有良好导电、导热性能和极高热辐射系数的石墨粉与极低放气率的有机硅树脂胶充分混合，涂刷到衬底表面后经烘烤干燥得到极低放气率的高热辐射系数导电薄膜。

Description

一种极低放气率的高热辐射系数导电薄膜的制备方法
技术领域
本发明属于材料领域，具体涉及一种极低放气率的高热辐射系数导电薄膜的制备方法。适用于制备在极高真空环境下使用的近似理想黑体的导电薄膜。
背景技术
适用于超高真空的具有高热辐射系数的导电薄膜，在精密原子分子光谱、原子频标等基础科学研究中有着广泛的应用价值。高热辐射系数的导电薄膜一方面可以构建近似黑体的热辐射环境，另一方面可以形成法拉第笼效应，屏蔽环境静电场。同时，对于开展超高真空环境下的科学研究，薄膜的高真空兼容性也是必须要考虑的因素。因此，具有极低放气率和高热辐射系数的导电薄膜的制备已成为研究人员关注的热点。研究表明，石墨具有良好的导电、导热和耐高温性能，同时具有极高的热辐射系数，约为0.98，因此，以高纯的纳米级石墨粉作为填料，以具有良好耐热性能和对衬底材料粘结力强的有机硅树脂为粘结剂是制备具有高热辐射系数的导电薄膜的极好选择。文献检索表明，国内外尚未有利用高纯的纳米级石墨粉和有机硅树脂制备具有极低放气率和高热辐射系数的导电薄膜的文献报道。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的上述问题，提供一种极低放气率的高热辐射系数导电薄膜的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种极低放气率的高热辐射系数导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将衬片分别用丙酮和蒸馏水各冲洗2次，然后放入丙酮中超声清洗5分钟取出，静置干燥，得到衬底；
步骤2、将石墨粉与有机硅树脂胶的质量按照1：2～3的比例倒入干净的烧杯中，使用玻璃棒进行充分搅拌，获得石墨粉与有机硅树脂胶混合均匀的混合物；
步骤3、将步骤2中的混合物均匀的刷到步骤1中处理获得的衬底的表面上；
步骤4、将步骤3中处理过的衬底进行烘烤干燥，在300 ℃的烘烤温度下，固化30 min，获得导电薄膜片。
如上所述的衬片为陶瓷片。
如上所述的衬片为无氧铜块，在进行步骤1之前还包括将无氧铜块用质量分数为30%的稀盐酸超声清洗5分钟的步骤。
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
本发明将具有良好导电、导热性能和极高热辐射系数的石墨粉与极低放气率的有机硅树脂胶充分混合，涂刷到衬底表面后经烘烤干燥得到极低放气率的高热辐射系数导电薄膜。该薄膜的制备工艺简单，可达到的极限真空度小于2E-10 Torr，可以应用于极高真空环境；该薄膜的热辐射系数不低于0.96，可以提供近似理想黑体的热辐射环境；薄膜还具有良好的导电性能，薄膜厚度为140微米时，表面电阻为50 Ω。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
一种极低放气率的高热辐射系数导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将陶瓷片分别用丙酮和蒸馏水各冲洗2次，然后放入丙酮中超声清洗5分钟取出，静置干燥，得到干净的陶瓷片衬底；
步骤2、将纳米级纯度为99.9%的石墨粉与有机硅树脂胶的质量按照1：2的比例倒入干净的烧杯中，使用玻璃棒进行充分搅拌，获得石墨粉与有机硅树脂胶混合均匀的混合物；
步骤3、将步骤2中的混合物均匀的刷到步骤1中处理的干净的陶瓷片衬底的表面上；
步骤4、将步骤3中处理过的陶瓷片衬底进行烘烤干燥，在300 ℃的烘烤温度下，固化30min，获得导电薄膜陶瓷片；
经测量，步骤4中得到的导电薄膜陶瓷片上的导电薄膜真空度优于2E-10 Torr，热辐射系数不低于0.96，导电薄膜厚度为140微米，表面电阻为50 Ω。
实施例2：
一种极低放气率的高热辐射系数导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将无氧铜块用质量分数为30%的稀盐酸超声清洗5分钟，然后分别用丙酮和蒸馏水各冲洗2次，随后放入丙酮中超声清洗5分钟取出，静置干燥，得到干净的无氧铜块衬底；
步骤2、将纳米级纯度为99.9%的石墨粉与有机硅树脂胶的质量按照1：3的比例倒入干净的烧杯中，使用玻璃棒进行充分搅拌，获得石墨粉与有机硅树脂胶混合均匀的混合物；
步骤3、将步骤2中的混合物均匀的刷到步骤1中处理的干净的无氧铜块衬底的表面上；
步骤4、将步骤3中处理过的无氧铜块衬底进行烘烤干燥，在300 ℃的烘烤温度下，固化30 min，获得导电薄膜无氧铜块；
经测量，步骤4中得到的导电薄膜无氧铜块上的导电薄膜真空度优于2E-10 Torr，热辐射系数不低于0.96。
实施例3：
一种极低放气率的高热辐射系数导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将陶瓷片分别用丙酮和蒸馏水各冲洗2次，然后放入丙酮中超声清洗5分钟取出，静置干燥，得到干净的陶瓷片衬底；
步骤2、将纳米级纯度为99.9%的石墨粉与有机硅树脂胶的质量按照1：3的比例倒入干净的烧杯中，使用玻璃棒进行充分搅拌，获得石墨粉与有机硅树脂胶混合均匀的混合物；
步骤3、将步骤2中的混合物均匀的刷到步骤1中处理的干净的陶瓷片衬底的表面上；
步骤4、将步骤3中处理过的陶瓷片衬底进行烘烤干燥，在300 ℃的烘烤温度下，固化30min，获得导电薄膜陶瓷片；
经测量，步骤4中得到的导电薄膜陶瓷片上的导电薄膜真空度优于2E-10 Torr，导电薄膜厚度为140微米，表面电阻为110 Ω。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (3)

1.一种极低放气率的高热辐射系数导电薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将衬片分别用丙酮和蒸馏水各冲洗2次，然后放入丙酮中超声清洗5分钟取出，静置干燥，得到衬底；
步骤2、将石墨粉与有机硅树脂胶的质量按照1：2～3的比例倒入干净的烧杯中，使用玻璃棒进行充分搅拌，获得石墨粉与有机硅树脂胶混合均匀的混合物；
步骤3、将步骤2中的混合物均匀的刷到步骤1中处理获得的衬底的表面上；
步骤4、将步骤3中处理过的衬底进行烘烤干燥，在300 ℃的烘烤温度下，固化30 min，获得导电薄膜片。
2.根据权利要求1所述的一种极低放气率的高热辐射系数导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述的衬片为陶瓷片。
3.根据权利要求1所述的一种极低放气率的高热辐射系数导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述的衬片为无氧铜块，在进行步骤1之前还包括将无氧铜块用质量分数为30%的稀盐酸超声清洗5分钟的步骤。
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