CN203174201U

CN203174201U - 一种用于基带的单侧薄膜制备装置

Info

Publication number: CN203174201U
Application number: CN 201320128953
Authority: CN
Inventors: 张卫华; 陈源清
Original assignee: Xian University of Technology
Current assignee: Xian University of Technology
Priority date: 2013-03-21
Filing date: 2013-03-21
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2023-03-21

Abstract

本实用新型公开了一种用于基带的单侧薄膜制备装置，包括储存器和溶胶室，溶胶室的上端设置有镀膜工作区，镀膜工作区通过溢流液面稳定槽与储存器联通，储存器通过输送器与溶胶室的下端联通；镀膜工作区的上方沿基带的前后液面接触位置分别设置有一个导向限位板。本实用新型的装置，通过溶胶定量输送和溢流在镀膜工作区表面形成稳定的液面高度和分布，通过导向限位板固定基带和液面的接触面积和角度，通过改变导向限位板的定位位置和基带的运行速度，在溶胶表面张力的作用下，溶胶吸附于基带表面，在基板单侧形成一层薄膜，可以调整和控制不同的薄膜厚度。

Description

一种用于基带的单侧薄膜制备装置

技术领域

本实用新型属于机械设备制备技术领域，涉及一种用于基带的单侧薄膜制备装置。

背景技术

在高温超导YBCO、柔性太阳能薄膜电池等的溶胶凝胶薄膜制备方法的工业化生产中，通常需要在基带的单侧制备薄膜，常见基板表面单侧薄膜制备方法有旋涂法或流延刮涂法等，这些方法虽然可以实现单侧薄膜制备，但是，旋涂法只适用于较小尺寸的基片，不能用于基带的单侧薄膜制备，流延刮涂法所制备的薄膜存在表面质量较差、均匀性欠佳和膜厚过大（≥1um）等问题，不适宜对薄膜厚度和表面质量要求高的衬底薄膜和涂层制备。

因此，围绕产业化溶胶凝胶方法的基带单侧薄膜制备过程，需要一种能够控制薄膜厚度均匀性和表面质量、且工艺重复性和可靠性好的单侧薄膜制备装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于基带的单侧薄膜制备装置，解决了现有技术中的装置，由于结构设置不合理，所制备的薄膜厚度不均匀和表面质量差的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种用于基带的单侧薄膜制备装置，包括储存器和溶胶室，溶胶室的上端设置有镀膜工作区，镀膜工作区通过溢流液面稳定槽与储存器联通，储存器通过输送器与溶胶室的下端联通；镀膜工作区的上方沿基带的前后液面接触位置分别设置有一个导向限位板。

本实用新型的有益效果是，采用溶胶定量输送器在镀膜工作区表面形成稳定的液面高度和分布，通过导向限位板固定基带和液面的接触面积和角度，在恒速牵引轮作用下，基带以设定速度匀速通过镀膜工作区，在溶胶表面张力的作用下，溶胶吸附于基带表面，在基带单侧形成一层薄膜，其成膜机制从原理上与提拉法薄膜制备原理相同。

与现有流延刮涂法相比较具有以下优点：1）沿整个基带长度上薄膜厚度均匀；2）工艺稳定、重复性好；3）控制基带的通过速度和液面接触区域，可以制备不同薄膜厚度（10nm～800nm）；4）结构紧凑、易维护、节省溶胶；5)在生产线上组合灵活，通过和连续式烘干设备、热处理设备配合，可实现在基带上多层薄膜的连续生产。

附图说明

图1是本实用新型装置的截面结构示意图；

图2为本实用新型装置的立体结构示意图。

图中，1.恒速牵引轮，2.导向限位板，3.镀膜工作区，4.基带，5.储存器，6.输送器，7.溶胶室，8.溢流液面稳定槽，9.流量控制器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行说明。

如图1、图2所示，本实用新型装置的结构是，包括镀膜溶胶的储存器5和溶胶室7，溶胶室7的上端设置有镀膜工作区3，镀膜工作区3通过溢流液面稳定槽8与储存器5联通，储存器5通过输送器6与溶胶室7的下端联通，还可以在输送器6与溶胶室7之间设置一个流量控制器9，来精确控制流量（如果输送器6本身带计量的话，可以不要流量控制器9，见图2）；镀膜工作区3的上方沿连续的基带4的前后液面接触位置分别设置有一个导向限位板2。连续的基带4的前后方分别与一个恒速牵引轮1连接，其中的一个恒速牵引轮1设置在基带4的进口端的导向限位板2的进料外侧，另一个恒速牵引轮1设置在基带4的出口端的导向限位板2的出料外侧。

1)恒速牵引轮1采用步进电机或数控马达驱动，采用ABS塑料或耐腐蚀金属材料制件。

2)基带4根据生产需要，采用柔性有机带材、镍基合金带材或不锈钢带材制作。

3)储存器5、溶胶室7、溢流液面稳定槽8及其周边联结管路采用聚四氟乙烯塑料、聚乙烯塑料、ABS塑料或耐腐蚀金属材料制件。

4)（溶胶定量）输送器6采用耐腐蚀的液体蠕动泵（市售），或带有定量方式的液体计量泵（市售）。

5)导向限位板2采用耐磨、耐腐蚀不锈钢材料或其它合金材料或其它复合材料制件，能够在侧边滑轨的约束下上下独立调节并锁紧。

6)镀膜工作区3是溶胶室上部的贯通窗口，其窗口宽度大于等于基带4宽度，窗口高度不少于基带4厚度的2倍。

7)镀膜用溶胶根据生产需要，采用二氧化钛醇基溶胶、低氟钇钡铜氧YBCO溶胶、二氧化硅水溶胶、氧化铟锡ITO醇基溶胶、锆钛酸铅镧PLZT醇基溶胶之一种。

本实用新型装置的原理是：

输送器6给溶胶室7供给恒定流量的溶胶，溶胶室7内的溶胶通过顶部的溢流液面稳定槽8流入溶胶储存器5，再通过管路给输送器6提供溶胶；基带4利用恒速牵引轮1带动匀速通过溶胶室7顶部的镀膜工作区3，同时采用导向限位板2固定基带4和溶胶液面的接触面积和角度，当基带4匀速脱离溶胶工作区域后，即在基带4的下侧得到单面的凝胶薄膜，在后续牵引轮的带动作用下，进入烘干、热处理等工序环节，实现产业化基带4单侧薄膜制备的生产过程。

基于恒定流量的溶胶通过液面稳定槽8的溢流过程，在镀膜工作区3形成稳定的溶胶液面，采用导向限位板2固定基带4和溶胶液面的接触面积和角度，通过液面张力作用在基带4单侧得到均匀薄膜，同时配合调节恒速牵引轮1的牵引速度，可以得到不同厚度薄膜。

本实用新型装置的工作过程是：

1)在储存器5、溶胶室7中加入镀膜溶胶，启动输送器6，当溢流液面稳定槽8中出现溶胶溢流现象后，表明镀膜工作区3的状态稳定；

2)调节导向限位板2，调节基带4和镀膜工作区3液面的接触角度和方式，在镀膜工作区3内，通常控制基带4的带材表面与溶胶液面接触面积约为1/2～2/3左右。

3)启动恒速牵引轮1使基带4匀速运行，在基带4面向溶胶一侧得到均匀薄膜。

4)通过导向限位板2改变基带4的接触面积和角度、通过牵引轮改变基带4的运行速度，可以调整和控制不同的薄膜厚度；进一步改变镀膜溶胶的浓度或粘度，可以在更大范围内（0.02um～1um）控制薄膜厚度。

Claims

1.一种用于基带的单侧薄膜制备装置，其特征在于，包括储存器（5）和溶胶室（7），溶胶室（7）的上端设置有镀膜工作区（3），镀膜工作区（3）通过溢流液面稳定槽（8）与储存器（5）联通，储存器（5）通过输送器（6）与溶胶室（7）的下端联通；镀膜工作区（3）的上方沿基带（4）的前后液面接触位置分别设置有一个导向限位板（2）。

2.根据权利要求1所述的用于基带的单侧薄膜制备装置，其特征在于，所述的输送器（6）与溶胶室（7）之间设置有一个流量控制器（9）。

3.根据权利要求1所述的用于基带的单侧薄膜制备装置，其特征在于，所述的镀膜工作区（3）是溶胶室（7）上部的贯通窗口，其窗口宽度大于等于基带（4）的宽度，窗口高度不少于基带（4）厚度的2倍。