![一种纳米银膜制备工艺及纳米银膜制作设备的制作方法](/grab_file/image/20230811/103858_8621.jpg)
1.本发明涉及
纳米材料制备技术领域,具体涉及一种纳米银膜制备工艺及纳米银膜制备设备。
背景技术:
2.随着微电子领域及生物技术的发展,对于纳米级银膜的需求越来越强烈,现阶段制备银膜采用的是压延法制备工艺,此工艺仅能保证稳定的微米级银膜的供给,无法达到纳米级别,目前,采用化学还原法制备的银膜可以达到纳米级,但会产生大量的化学废液,污染环境,无法大量生产,因此现急需要一种绿色环保的生产纳米级银膜的方法。
技术实现要素:
3.为了提供一种绿色环保的生产纳米银膜的方法,本发明提供一种纳米银膜制备工艺及纳米银膜制备设备,该所述制备工艺包括如下步骤:
4.s1、将可溶性材料制成的基膜平整的固定在磁控溅射设备上,张力锁紧;
5.s2、将金属银通过磁控溅射工艺均匀附着在可溶性材料制成的基膜上,金属银附着完成后基膜收料;
6.s3、将附着银膜的基膜在浸膜液中将基膜浸除,获得银膜;
7.s4、将银膜脱水后收取。
8.进一步的,所述步骤s1中,所述可溶性材料制成的基膜在20-30kgf/m张力作用下,表面无肉眼可见褶皱。
9.进一步的,所述步骤s1中的可溶性材料为水溶性材料,所述步骤s3中的浸膜液为去离子水。
10.进一步的,所述水溶性材料为直链淀粉、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮的其中一种。
11.进一步的,所述步骤s1中,可溶性材料为聚偏氟乙烯,所述步骤s3中的浸除液为n-甲基吡咯烷酮。
12.进一步的,所述步骤s2中,金属银附着在基膜的厚度在20nm-2000nm之间。
13.进一步的,所述步骤s2中,金属银附着在基膜的厚度在50nm-500nm之间。
14.进一步的,所述步骤s2中,金属银附着在基膜的厚度为30nm、60nm、90nm、200nm、600nm、800nm、1200nm、1500nm、1800nm、
15.进一步的,所述去离子水的电导率5μs/cm以下,所述去离子水的温度为60-95℃。
16.进一步的,所述水溶性材料为直链淀粉时所述去离子水的温度为70-95℃;所述水溶性材料为聚乙烯醇时所述去离子水的温度为65-85℃;所述水溶性材料为羧甲基纤维素钠时所述去离子水的温度为10-80℃;所述水溶性材料为聚乙烯吡咯烷酮时所述去离子水的温度为10-65℃。
17.进一步的,所述步骤s4中的银膜脱水方式为自然干燥或加热干燥或风干。
18.进一步的,所述步骤s4中的脱水是在真空环境下进行的。
19.一种纳米银膜制备设备包括磁控溅射设备、浸膜装置、输送装置、烘干装置、和收纳装置,所述浸膜装置与输送装置连接,所述输送装置上设有烘干装置,所述输送装置与收纳装置连接。
20.进一步的,所述浸膜装置包括液体循环系统、浸膜箱、浸膜液,所述浸膜箱上设有加热装置,所述浸膜液盛装在浸膜箱中,所述浸膜液能够溶解可溶性材料,所述液体循环系统能使浸膜箱中的浸膜液流动。
21.进一步的,所述浸膜液能够浸除可溶性基膜,所述加热装置可调控浸膜液的温度。
22.进一步的,将可溶性材料制成的基膜固定在磁控溅射设备上,将金属银通过磁控溅射工艺均匀附着在可溶性材料制成的基膜上,将附着银膜的基膜浸入浸膜装置,浸膜浸除获得银膜,银膜通过输送装置送入烘干装置进行脱水,脱水后的银膜通过收纳装置收集。
23.进一步的所述收纳装置上设有隔离纸。
24.本制备工艺可实现纳米级厚度银膜的稳定制备,且银膜厚度一致性好,该银膜可广泛应用于微电子、生物技术等领域,同时浸除基膜的浸膜液可回收重复制备基膜,本制备工艺过程中无有害化学反应,不产生有害化学废液,绿色环保。
附图说明
25.图1为本发明提供的一种纳米银膜制备工艺流程图
26.图2为本发明提供的一种纳米银膜制备设备结构图
具体实施方式
27.下面,通过实施例及附图来详述本发明。
28.实施例1:
29.一种纳米银膜制备工艺,包括如下操作步骤:在市场上购得或自制的由直链淀粉制成的基膜,所述基膜在20-30kgf/m张力作用下,表面无肉眼可见褶皱。
30.s1、将直链淀粉制成的基膜平整固定在磁控溅射设备上张力锁紧;
31.s2、将金属银通过磁控溅射工艺均匀附着在直链淀粉制成的基膜上,即磁控溅射设备单向连续运转,使金属银附着在基膜的厚度在达到需求的厚度(厚度范围20nm-2000nm)时结束,金属银附着完成后基膜收料;
32.s3、将附着银膜的基膜浸入到浸除液中,基膜在浸膜液中浸除后留下纳米银膜,其中,浸膜液为去离子水,去离子水的电导率5μs/cm以下,温度为70-95℃;
33.s4、将银膜脱水后收取。
34.实施例2:
35.一种纳米银膜制备工艺,包括如下操作步骤:在市场上购得或自制的由聚乙烯醇制成的基膜,所述基膜在20-30kgf/m张力作用下,表面无肉眼可见褶皱。
36.s1、将聚乙烯醇制成的基膜平整固定在磁控溅射设备上张力锁紧;
37.s2、将金属银通过磁控溅射工艺均匀附着在聚乙烯醇制成的基膜上,即磁控溅射设备单向连续运转,使金属银附着在基膜的厚度在达到需求的厚度(厚度范围20nm-2000nm)时结束,金属银附着完成后基膜收料;
38.s3、将附着银膜的基膜浸入到浸除液中,基膜在浸膜液中浸除后留下纳米银膜,其中,浸膜液为去离子水,去离子水的电导率5μs/cm以下,温度为65-85℃;
39.s4、将银膜脱水后收取。
40.实施例3:
41.一种纳米银膜制备工艺,包括如下操作步骤:在市场上购得或自制的由羧甲基纤维素钠制成的基膜,所述基膜在20-30kgf/m张力作用下,表面无肉眼可见褶皱。
42.s1、将羧甲基纤维素钠制成的基膜平整固定在磁控溅射设备上张力锁紧;
43.s2、将金属银通过磁控溅射工艺均匀附着在羧甲基纤维素钠制成的基膜上,即磁控溅射设备单向连续运转,使金属银附着在基膜的厚度在达到需求的厚度(厚度范围20nm-2000nm)时结束,金属银附着完成后基膜收料;
44.s3、将附着银膜的基膜浸入到浸除液中,基膜在浸膜液中浸除后留下纳米银膜,其中,浸膜液为去离子水,去离子水的电导率5μs/cm以下,温度为10-80℃;
45.s4、将银膜脱水后收取。
46.实施例4:
47.一种纳米银膜制备工艺,包括如下操作步骤:在市场上购得或自制的由聚乙烯吡咯烷酮制成的基膜,所述基膜在20-30kgf/m张力作用下,表面无肉眼可见褶皱。
48.s1、将聚乙烯吡咯烷酮制成的基膜平整固定在磁控溅射设备上张力锁紧;
49.s2、将金属银通过磁控溅射工艺均匀附着在聚乙烯吡咯烷酮制成的基膜上,即磁控溅射设备单向连续运转,使金属银附着在基膜的厚度在达到需求的厚度(厚度范围20nm-2000nm)时结束,金属银附着完成后基膜收料;
50.s3、将附着银膜的基膜浸入到浸除液中,基膜在浸膜液中浸除后留下纳米银膜,浸膜液为去离子水,其中,去离子水的电导率5μs/cm以下,温度为10-65℃;
51.s4、将银膜脱水后收取。
52.实施例5:
53.一种纳米银膜制备工艺,包括如下操作步骤:在市场上购得或自制的由聚偏氟乙烯制成的基膜,所述基膜在20-30kgf/m张力作用下,表面无肉眼可见褶皱。
54.s1、将聚偏氟乙烯制成的基膜平整固定在磁控溅射设备上张力锁紧;
55.s2、将金属银通过磁控溅射工艺均匀附着在聚偏氟乙烯制成的基膜上,即磁控溅射设备单向连续运转,使金属银附着在基膜的厚度在达到需求的厚度(厚度范围20nm-2000nm)时结束,金属银附着完成后基膜收料;
56.s3、将附着银膜的基膜浸入到浸除液中,基膜在浸膜液中浸除后留下纳米银膜,其中,浸膜液为n-甲基吡咯烷酮;
57.s4、将银膜干燥后收取。
58.实施例6:
59.一种纳米银膜制备设备包括磁控溅射设备、浸膜装置、输送装置、烘干装置、和收纳装置,所述浸膜装置与输送装置连接,所述输送装置上设有烘干装置,所述输送装置与收纳装置连接,所述浸膜装置包括液体循环系统、浸膜箱、浸膜液,所述浸膜箱上设有加热装置,所述浸膜液盛装在浸膜箱中,所述液体循环系统能使浸膜箱中的浸膜液流动,所述浸膜液能够浸除可溶性基膜,所述加热装置可调控浸膜液的温度,所述输送装置包括环形输送
带,基膜浸除后,银膜附着在环形输送带上,环形输送带通过烘干装置,使银膜干燥,环形输送带与收纳装置连接,干燥后的银膜在输送带上进入到收纳装置。
60.在市场上购得或自制的由可溶性材料制成的基膜,所述的基膜在20-30kgf/m张力作用下,表面无肉眼可见褶皱。
61.将可溶性材料制成的基膜固定在磁控溅射设备上,将金属银通过磁控溅射工艺均匀附着在可溶性材料制成的基膜上,将附着银膜的基膜浸入浸膜装置,浸除基膜后获得银膜,银膜通过输送装置送入烘干装置进行干燥,干燥后的银膜通过收纳装置收集,所述收纳装置上设有隔离纸,银膜收集时,隔离纸对每张银膜隔离。
62.以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡是根据本发明内容所做的均等变化与修饰,均涵盖在本发明的专利范围内。技术特征:
1.一种纳米银膜制备工艺,其特征在于,所述制备工艺包括如下步骤:s1、将可溶性材料制成的基膜平整的固定在磁控溅射设备上,张力锁紧;s2、将金属银通过磁控溅射工艺均匀附着在可溶性材料制成的基膜上;s3、将附着银膜的基膜在浸膜液中将基膜浸除,获得银膜;s4、将银膜干燥后收取。2.根据权利要求1所述的纳米银膜制备工艺,其特征在于,所述步骤s1中,所述基膜在20-30kgf/m张力作用下,表面无肉眼可见褶皱。3.根据权利要求1所述的纳米银膜制备工艺,其特征在于,所述步骤s1中的可溶性材料为水溶性材料,所述步骤s3中的浸膜液为去离子水。4.根据权利要求3所述的纳米银膜制备工艺,其特征在于,所述水溶性材料为直链淀粉、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮的其中一种。5.根据权利要求1所述的纳米银膜制备工艺,其特征在于,所述步骤s1中,可溶性材料为聚偏氟乙烯,所述步骤s3中的浸膜液为n-甲基吡咯烷酮。6.根据权利要求1所述的纳米银膜制备工艺,其特征在于,所述步骤s2中,金属银附着在基膜的厚度在20nm-2000nm之间。7.根据权利要求3所述的纳米银膜制备工艺,其特征在于,所述去离子水的电导率5μs/cm以下,所述去离子水的温度为60-95℃。8.根据权利要求4所述的纳米银膜制备工艺,其特征在于,所述水溶性材料为直链淀粉时,所述去离子水的温度为70-95℃;所述水溶性材料为聚乙烯醇时,所述去离子水的温度为65-85℃;所述水溶性材料为羧甲基纤维素钠时,所述去离子水的温度为10-80℃;所述水溶性材料为聚乙烯吡咯烷酮时,所述去离子水的温度为10-65℃。9.根据权利要求3所述的纳米银膜制备工艺,其特征在于,所述步骤s4中的银膜干燥方式为自然晾干、烘干或风干。10.根据权利要求3所述的纳米银膜制备工艺,其特征在于,所述步骤s4中的干燥是在真空环境下进行的。11.一种实现权力要求1-10任意一项所述的纳米银膜制备工艺的纳米银膜制备设备,包括磁控溅射设备,其特征在于,所述纳米银膜制备设备还包括浸膜装置、输送装置、烘干装置、和收纳装置,所述浸膜装置与输送装置连接,所述输送装置上设有烘干装置,所述输送装置与收纳装置连接。12.根据权力要求11所述的纳米银膜制备设备,其特征在于,所述浸膜装置包括液体循环系统、浸膜箱、浸膜液,所述浸膜箱上设有加热装置,所述浸膜液盛装在浸膜箱中,所述浸膜液能够溶解可溶性材料,所述液体循环系统能使浸膜箱中的浸膜液流动。13.根据权力要求12所述的纳米银膜制备设备,其特征在于,将可溶性材料制成的基膜固定在磁控溅射设备上,将金属银通过磁控溅射工艺均匀附着在可溶性材料制成的基膜上,将附着银膜的基膜浸入浸膜装置,浸除基膜获得银膜,银膜通过输送装置送入烘干装置进行干燥,干燥后的银膜通过收纳装置收集。
技术总结
本发明涉及纳米材料制备技术领域,具体涉及一种纳米银膜制备工艺及制备设备。为了为了提供一种绿色环保的生产纳米银膜的方法,本发明提供一种纳米银膜制备工艺及制备设备,该所述制备工艺包括如下步骤,将可溶性材料制成的基膜平整的固定在磁控溅射设备上,张力锁紧;将金属银通过磁控溅射工艺均匀附着在可溶性材料制成的基膜上,金属银附着完成后基膜收料;将附着银膜的基膜在浸除液中浸除;将银膜干燥后收取。本制备工艺可实现纳米级厚度银膜的稳定制备,且银膜厚度一致性好,制备工艺过程中无有害化学反应,不产生有害化学废液,绿色环保。色环保。色环保。
技术研发人员:罗赵新 史雅琦 赵正坤
受保护的技术使用者:安徽正合雅聚
新材料科技有限公司
技术研发日:2021.11.10
技术公布日:2022/5/10
声明:
“纳米银膜制备工艺及纳米银膜制作设备的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究,如用于商业用途,请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)