一種使薄膜無間隙平整貼敷於目標基底的裝置的製作方法
2023-09-24 00:27:05 1
專利名稱：一種使薄膜無間隙平整貼敷於目標基底的裝置的製作方法
技術領域：
本適用新型涉及一種使薄膜無間隙平整貼敷於目標基底的裝置，特別是使石墨烯薄膜無間隙平整貼敷於目標基底的裝置。
背景技術：
石墨烯由於具有優異的力學、熱學、電學和磁學性能，有望在高性能納電子器件、複合材料、場發射材料、氣體傳感器、能量儲存等領域獲得廣泛應用。現有的石墨烯生產裝置，尤其是用於腐蝕金屬基底的裝置中，由於使用人工方法撈片，常造成薄膜在接觸目標基底時起皺，留下氣泡而使貼敷失敗，從而影響石墨烯薄膜製備的成品率和關鍵性能指標。
實用新型內容本實用新型提供一種能使薄膜無間隙平整貼敷於目標基底的裝置，該裝置包括一個箱體，用於容納溶液；一個承載板，用於承載目標基底，所述承載板的一端可動連接於箱體的一個側壁上；至少一個懸吊裝置，所述懸吊裝置與所述承載板的另一端相連；至少一個牽引裝置，所述牽引裝置與所述懸吊裝置一一對應，用於拉起或放下所述懸吊裝置；以及至少一個薄膜定位裝置。通過使用本實用新型的裝置，可使漂浮在溶液表面的薄膜平整地貼敷在目標基底上。所述裝置和方法可以穩定地完成薄膜與目標基底的無缺陷粘貼，適於大規模複合薄膜的生產。
圖I為本實用新型裝置的一個示例性實施方案的剖面圖。圖2為圖I所示裝置的俯視圖。其中，附圖標記具有以下含義I.溶液；2.用於調整薄膜漂浮位置的氣體噴嘴；3.用於承載目標基底的承載板；4.薄膜；5.箱體；6.牽引裝置；7.懸吊裝置；8.搭扣。
具體實施方式
下文將結合附圖對本實用新型進行詳細說明。但應理解的是，所述附圖僅為示例性的，不應解釋為限制本實用新型的範圍。本實用新型提供一種能使薄膜無間隙平整貼敷於目標基底的裝置，該裝置包括一個箱體，用於容納溶液；一個承載板，用於承載目標基底，所述承載板的一端可動連接於箱體的一個側壁上；至少一個懸吊裝置，所述懸吊裝置與所述承載板的另一端相連；至少一個牽引裝置，所述牽引裝置與所述懸吊裝置一一對應，用於拉起或放下所述懸吊裝置；以及至少一個薄膜定位裝置。在具體的實施方案中，承載板與箱體的可動連接優選為可轉動連接，例如通過搭扣或鉸鏈結構等實現。本實用新型裝置對於連接方式無特別的限制，只要承載板可基本圍繞箱體的一個固定位置轉動即可。視操作需要，轉動角度可在0-180°範圍內，也可在0-360°範圍內，優選在0-360°範圍內。承載板與箱體的連接點優選位於正常操作時的液面以上，更優選在箱體壁的上緣附近，以便於承載板的轉動，並防止連接部件與溶液的接觸。所述承載板上優選地帶有固定部件，如凸緣等，以固定目標基底在其上的位置。目標基底在承載板上的位置是預先確定的，優選應使得目標基底與薄膜完全貼合後，二者的位置基本對正，或使得薄膜基本位於目標基底的中央。所述懸吊裝置例如可為懸掛杆或懸掛線。本實用新型對其沒有特別的限制，只要其材質適於與所述溶液長期接觸並實現所需的牽拉功能即可。所述牽引裝置例如可為電機、氣缸或滑輪等。本實用新型裝置優選具有多個懸吊裝置和牽引裝置，更優選具有兩個懸吊裝置和
牽引裝置。所述薄膜定位裝置例如可為噴嘴。所述噴嘴優選地均勻分布於箱體除連接承載板一側外的其餘三個側壁上高於液面處，通過噴嘴噴出氣體而對薄膜進行定位。優選地，對氣體噴出的速度進行調節，避免對薄膜產生較大的擾動。氣體速度可通過氣體調節閥來控制。使用本實用新型裝置具有如下優點1.針對不同的溶液粘度和表面張力，可以通過調節懸吊裝置的升降速度，來調節溶液沿目標基底表面排開的速度，從而防止排水速度過快而造成的對薄膜的擾動；2.多個懸吊裝置可以同步啟動，也可以順序啟動，使承載板升起過程有左右的輕度扭轉，便於薄膜在目標基底上的貼敷；3.薄膜在溶液中懸浮的位置可通過箱體壁上的多個定位裝置來調整，所述定位裝置可按需要分布於箱體壁上，優選均勻地分布，並可以通過氣體調節閥來控制氣體噴出的速度。本實用新型裝置的一個示例性實施方案如圖I和2所示。其中承載板3的一端通過搭扣8，與箱體5的一個側壁連接，承載板3可圍繞搭扣8進行360度旋轉。箱體5內容納有Fe(NO3)3溶液1，石墨烯薄膜4漂浮於所述溶液I表面上。承載板3的另一端通過兩個懸吊裝置7與牽引裝置6連接，通過電機工作而拉起或放下懸吊裝置7。在連接承載板3的箱體5的相對側，在高於溶液的液面處設置有氣體噴嘴2，用於調節薄膜4在溶液I中懸浮的位置。噴嘴2中的氣體流速通過氣體調節閥(圖中未示出)來控制。本實用新型的裝置可實現薄膜與基底材料的無缺陷貼敷，在薄膜的成品率和關鍵性能指標方面較現有技術取得了極大的改進。以下通過實施例示例說明本實用新型，但實施例僅為說明目的，不限制本實用新型的範圍。實施例通過以下方法提供帶有背膠保護層的金屬基底負載型石墨烯薄膜I.石墨烯生長過程如下進行首先將5X20cm2面積的銅箔在氬氣和氫氣環境下 (IS氣約95體積份，氫氣約5體積份)於C>8cmX80cm(長度)的密閉體系中於10001^ 熱處理I. 5小時。然後通入甲烷，進行碳分解，混合氣體流量為500立方釐米每分鐘(混合氣體中氬氣約95體積份，氫氣約5體積份，甲烷約O. 03體積份)，生長時間約為20分鐘。生長過程中第一步將通過氣體流量和壓力來控制石墨烯的成核密度，第二步再加大氣體流量來獲得連續均勻的單層石墨烯，氣相沉積在銅箔的兩面同時發生；2.在銅箔正面的石墨烯上塗覆PMMA背膠保護層，塗層厚度約為200 300納米；3.而後通過氧等離子體蝕刻除去銅箔背面不需要的石墨烯。將上述帶有背膠保護層的金屬基底負載型石墨烯薄膜用於製備石墨烯複合薄膜。所用裝置如圖I和2所示。向長X寬X高約為40 X 40 X 40cm3的箱體內注入Fe (NO3) 3溶液45L。將目標基底(約20X20cm2的石英玻璃)置於約30X30cm2的承載板上基本居中的位置，並通過牽引裝置的動作將懸吊裝置放下，使目標基底完全浸入所述溶液中。將上述帶有背膠保護層的金屬基底負載型石墨烯薄膜放入所述溶液中，待其張開並平鋪於溶液表面後，通過牽引裝置緩慢拉起懸吊裝置。牽引裝置的啟動時間使得承載板牽引端左右傾斜約10°的角度，拉起速度為O. 5mm/s。薄膜通過薄膜定位裝置噴出的氬氣而大致漂浮於液面的中央位置，氣體流量為0.5m3/h。隨著承載板的緩慢抬起，薄膜與目標基底無間隙地平整貼敷在一起。通過丙酮除去背膠保護層，製得石墨烯複合薄膜。雖然已參照特定實施方案對本實用新型進行了說明，但本領域技術人員應認識到的是，在不偏離本實用新型主旨和範圍的情況下，可對所述裝置進行改變或改進，所述改變或改進方案或其它等同方案亦在本實用新型的範圍內。
權利要求1.一種能使薄膜(4)無間隙平整貼敷於目標基底的裝置，其特徵在於，該裝置包括 一個箱體(5)，用於容納溶液(I)； 一個承載板(3)，用於承載目標基底，所述承載板的一端可動連接於箱體的一個側壁上； 至少一個懸吊裝置(7)，所述懸吊裝置與所述承載板的另一端相連； 至少一個牽引裝置￠)，所述牽引裝置與所述懸吊裝置一一對應，用於拉起或放下所述懸吊裝置；以及 至少一個薄膜定位裝置(2)。
2.根據權利要求I所述的裝置，其特徵在於，所述承載板與箱體的可動連接為可轉動連接。
3.根據權利要求I所述的裝置，其特徵在於，所述承載板與箱體的可動連接為搭扣(8)或鉸鏈結構。
4.根據權利要求1-3之一所述的裝置，其特徵在於，所述承載板可作0-360°轉動。
5.根據權利要求1-3之一所述的裝置，其特徵在於，所述承載板上帶有固定部件，以固定目標基底在其上的位置。
6.根據權利要求4所述的裝置，其特徵在於，所述固定部件為凸緣。
7.根據權利要求1-3之一所述的裝置，其特徵在於，所述懸吊裝置為懸掛杆或懸掛線。
8.根據權利要求1-3之一所述的裝置，其特徵在於，所述牽引裝置為選自電機、氣缸和滑輪中的一種或多種。
9.根據權利要求1-3之一所述的裝置，其特徵在於，所述裝置具有兩個懸吊裝置和牽引裝置。
10.根據權利要求1-3之一所述的裝置，其特徵在於，所述薄膜定位裝置為噴嘴，所述噴嘴均勻分布於箱體除連接承載板一側外的其餘三個側壁上。
專利摘要本實用新型涉及一種能使薄膜(4)無間隙平整貼敷於目標基底的裝置，該裝置包括一個箱體(5)，用於容納溶液(1)；一個承載板(3)，用於承載目標基底，所述承載板的一端可動連接於箱體的一個側壁上；至少一個懸吊裝置(7)，所述懸吊裝置與所述承載板的另一端相連；至少一個牽引裝置(6)，所述牽引裝置與所述懸吊裝置一一對應，用於拉起或放下所述懸吊裝置；以及至少一個薄膜定位裝置(2)。
文檔編號C23C16/01GK202492572SQ201120552100
公開日2012年10月17日 申請日期2011年12月26日 優先權日2011年12月26日
發明者彭鵬, 金虎 申請人:金虎