CN114623611A - 单层或多层纳米线网薄层的高效减反吸光热薄膜结构工艺 - Google Patents
单层或多层纳米线网薄层的高效减反吸光热薄膜结构工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明是一种广泛适用的高效环保型的减反吸光热薄膜结构技术工艺，是一种包含单层或多层纳米线网薄层的减反吸光热薄膜结构工艺。该减反吸光热薄膜结构，主要由基片、纳米线网层、金属氧化物或其它无害适用的非金属材料分隔覆盖层等组成。纳米线网层，是由随机分布或可控交叉角网状分布的纳米线，以合适的平面覆盖率均匀涂附沉积在基片或基层膜或隔离层膜之上。本发明可以广泛应用于以金属、玻璃、纺织品、有机塑料、半导体材料等为基底或基层的表面上，作吸光热膜、减反膜、隔热膜，或起隐形隐身作用。
Description
技术领域
本发明属纳米材料、微电子、减反吸光热功能材料与新能源技术领域，主要涉及一种广泛适用的绿色的减反吸光热纳米线网薄膜结构技术工艺。
背景技术
开发利用太阳能是人类解决能源危机、环境危机的最主要途径。开发经济适用的绿色高效减反吸光热薄膜结构工艺技术，是太阳能得以广泛利用的关键技术与环节之一。同时，金属表面及其它吸光热材料结构光滑表面的减反、现代军用武器与人员的隐形、吸热红外等问题，都缺乏一种高效且能广泛适用的新技术方法。
经过十多年的理论与实验探索，本发明人已经完成太阳能全光谱的光热谱分解、吸收、透反射及合成的基础理论逻辑与相关技术工艺及设计创新。作为这些创新的其中一项内容，本发明一种包含单层或多层纳米线网薄层的高效减反吸光热薄膜结构工艺，正是基于解决上述有关问题的目的。该减反吸光热薄膜结构工艺技术，可以广泛应用于以金属、玻璃、纺织品、有机塑料、半导体材料等为基底或基层的表面上，作吸光热膜、减反膜、隔热膜，或起隐形隐身作用。
发明内容
本发明是一种广泛适用的高效环保型的减反吸光热薄膜结构技术工艺，是包含单层或多层纳米线网薄层的减反吸光热薄膜结构工艺。该减反吸光热薄膜结构，主要由基片、纳米线网层、金属氧化物或其它无害适用的非金属材料分隔覆盖层等组成。基片与纳米线网层之间，可以有金属或非金属基层膜或衬底膜。
该减反吸光热薄膜结构中的纳米线网层，是由随机分布或可控交叉角网状分布的纳米线，以合适的平面覆盖率均匀涂附沉积在基片或基层膜或隔离层膜之上。纳米线网层，可以是多层，中间由金属氧化物或其它无害适用的非金属分隔覆盖层作隔离层，各层纳米线网的材料、纳米线直径及层厚可以匹配，以达到高效的减反与吸收效果。
该减反吸光热薄膜结构中的纳米线网层，纳米线定形分散剂可以是水、乙醇等完全挥发的溶剂，分散溶液中也可以适度添加无害的聚电解质，通过静电排斥及长链诱导以使纳米线形成更稳定的大交叉角网状结构。纳米线定形分散溶液，也可以包括透明的不挥发的无害有机成膜剂，含透明有机成膜剂的纳米线网层，形成稳定的固溶的有机膜镶嵌纳米线网层。
该减反吸光热薄膜结构中的纳米线网层，所使用的环保的纳米线材料，可以是铜、铁、镍、钛、锆、银等金属纳米线，可以是硅等半导体纳米线，可以是二氧化硅、三氧化二铝、氧化钛、氧化锌、氧化锆等金属氧化物及其它绝缘体纳米线，纳米线线径1nm至100nm，线长至少是直径的1000倍且长度至少500nm—1000nm以上。
该减反吸光热薄膜结构中的金属氧化物或其它无害适用的非金属分隔覆盖层，可以是二氧化硅、三氧化二铝、氧化锆、氧化钽、氮化硅、硅等。
该减反吸光热薄膜结构中的各单层膜的厚度0.1nm至50μm。如果该吸光热薄膜结构，仅用1层固溶的有机膜镶嵌纳米线网层，此有机膜镶嵌纳米线网层的厚度最大可以至3—5mm。
本发明的减反吸光热薄膜结构工艺技术，可以广泛应用于以金属、玻璃、纺织品、有机塑料、半导体材料等为基底或基层的表面上，作吸光热膜、减反膜、隔热膜，或起隐形隐身作用。
具体实施方法
本发明为一种广泛适用的绿色的减反吸光热纳米线网薄膜结构技术工艺。其结构主要由基片、纳米线网层、金属氧化物或其它无害适用的非金属材料分隔覆盖层等叠加而成，产业化工艺相对容易控制与实现。纳米线网层可由旋涂加适当的热处理完成，其它各薄膜层可以由真空条件下物理蒸镀或溅射沉积工艺完成，有些薄膜也可以使用化学镀膜工艺完成。
下面以具体实例进一步说明本发明的实施方法：
以不锈钢基片或玻璃基片或PMMA塑料薄膜基片或晶体硅基片为例。首先基片进行物理洁净与干燥处理，然后可以利用电子束蒸镀等镀膜方法加一层0.1-50纳米厚的三氧化二铝或其它材料的垫层,再用旋涂法涂制镍纳米线网层，镍纳米线网层的镍纳米线水性分散液，纳米线的直径与浓度比例，以合适的单层纳米线平面覆盖率与单层减反吸收度确定。在真空条件下蒸发干燥处理后，再用电子束蒸镀等镀膜方法沉积镀膜一层1-300nm厚二氧化锆分隔覆盖层，并作退火处理。如果镍纳米线网层是多层的结构，在确定匹配纳米线直径、浓度与薄膜厚度的前提下，重复旋涂镍纳米线网层和二氧化锆分隔覆盖层并作退火处理即可。
以上所述仅是本发明的具体实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。本发明的权利要求书及专利说明的所有内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种包含单层或多层纳米线网薄层的高效减反吸光热薄膜结构工艺，其特征是，该减反吸光热薄膜结构，主要由基片、纳米线网层、金属氧化物或其它无害适用的非金属材料分隔覆盖层等组成，基片与纳米线网层之间，可以有金属或非金属基层膜或衬底膜，该减反吸光热薄膜结构的各单层膜的厚度0.1nm至50μm。
2.如权利要求1所述的一种包含单层或多层纳米线网薄层的高效减反吸光热薄膜结构工艺，其特征在于，结构中的纳米线网层，是由随机分布或可控交叉角网状分布的纳米线，以合适的平面覆盖率均匀涂附沉积在基片或基层膜或隔离层膜之上。
3.如权利要求1所述的一种包含单层或多层纳米线网薄层的高效减反吸光热薄膜结构工艺，其特征在于，结构中的纳米线网层，可以是多层，中间由金属氧化物或其它无害适用的非金属分隔覆盖层作隔离层，各层纳米线网的材料、纳米线直径及层厚可以匹配，以达到高效的减反与吸收效果。
4.如权利要求1所述的一种包含单层或多层纳米线网薄层的高效减反吸光热薄膜结构工艺，其特征在于，结构中的纳米线网层，纳米线定形分散剂可以是水、乙醇等完全挥发的溶剂，分散溶液中也可以适度添加无害的聚电解质，通过静电排斥及长链诱导以使纳米线形成更稳定的大交叉角网状结构；纳米线定形分散溶液，也可以包括透明的不挥发的无害有机成膜剂，含透明有机成膜剂的纳米线网层，形成稳定的固溶的有机膜镶嵌纳米线网层。
5.如权利要求1所述的一种包含单层或多层纳米线网薄层的高效减反吸光热薄膜结构工艺，其特征在于，结构中的环保纳米线材料，可以是铜、铁、镍、钛、锆、银等金属纳米线，可以是硅等半导体纳米线，可以是二氧化硅、三氧化二铝、氧化钛、氧化锌、氧化锆等金属氧化物及其它绝缘体纳米线，纳米线线径1nm至100nm，线长至少是直径的1000倍且长度至少500nm—1000nm以上。
6.如权利要求1所述的一种包含单层或多层纳米线网薄层的高效减反吸光热薄膜结构工艺，其特征在于，金属氧化物或其它无害适用的非金属分隔覆盖层，可以是二氧化硅、三氧化二铝、氧化锆、氧化钽、氮化硅、硅等。
7.如权利要求1所述的一种包含单层或多层纳米线网薄层的高效减反吸光热薄膜结构工艺，其特征在于，该减反吸光热薄膜结构中的各单层膜的厚度0.1nm至50μm；如果该吸光热薄膜结构，仅用1层固溶的有机膜镶嵌纳米线网层，此有机膜镶嵌纳米线网层的厚度最大可以至3—5mm。
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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