[发明专利]一种溶液环境可控的高性能薄膜制备装备

说明书

本发明提供了一种溶液环境可控的高性能薄膜制备装备，属于薄膜制备装备领域。该装备包括制备腔室、低压腔室、真空泵、稳压装置、抽气控制器、实验环境控制装置；制备腔室用于放置含有液膜的基体，通过抽气控制器与低压腔室连接；低压腔室分别与真空泵和稳压装置连接；实验环境控制装置连接制备腔室，用于控制制备腔室内的温度和湿度。其可以调节薄膜制备过程中的温度、压力、湿度等参数特征，进一步调控薄膜干燥过程中溶质结晶形核方式以及晶体的生长方式，从而制备具有特定需求的薄膜。

技术领域

本发明属于薄膜制备装备领域，涉及一种溶液环境可控的高性能薄膜制备装备。

背景技术

薄膜技术在电子电器、机械、印刷等行业有着重要的应用，主要有光学薄膜、复合薄膜、超导薄膜等具体实例，在各自的领域有着重要的作用。在薄膜的制备工艺中，成膜的方法主要可分为干式法和湿式法两种。干式法主要有物理气相沉积、化学气相沉积、热喷涂、压延轧制等等，如果想要获得较薄且结合强度好的薄膜，通常对于薄膜制备环境以及生长速度等有着较为严苛的要求，薄膜制备设备也相对较为复杂。湿式法主要有电镀、化学镀、丝网印刷、溶胶-凝胶法、自然干燥法等几种。由于在薄膜制备过程中，不可避免的存在某些材料对于环境温度、电化学、气氛条件等敏感度较强的情况，不得不采用自然干燥法的方式进行。自然干燥法在制备薄膜过程中等待溶剂的挥发与溶质的结晶成膜所花费的时间较长，且晶粒生长的均匀性无法得到保障，大大制约了薄膜的制备效果。

自然干燥法的薄膜制备方式与其他方式相比具有成本低廉，操作方便等许多明显得优点，但是由于薄膜制备时间较长、薄膜质量长等等许多问题限制了它的使用，倘若通过对自然干燥法制备薄膜过程中的某些参数如气压等，进行相应的调控，控制结晶速度及方式，将会大大提高自然干燥法的应用价值，解决敏感性薄膜制备的技术难点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种溶液环境可控的高性能薄膜制备装备，其可以调节薄膜制备过程中的温度、压力、湿度等参数特征，进一步调控薄膜干燥过程中溶质结晶形核方式以及晶体的生长方式，从而制备具有特定需求的薄膜。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种溶液环境可控的高性能薄膜制备装备，包括制备腔室、低压腔室、真空泵、稳压装置、抽气控制器、实验环境控制装置；制备腔室用于放置含有液膜的基体，通过抽气控制器与低压腔室连接；低压腔室分别与真空泵和稳压装置连接；实验环境控制装置连接制备腔室，用于控制制备腔室内的温度和湿度。

优选地，所述制备腔室包括底板和覆盖底板的盖体，底板和盖体之间可拆卸地密封连接；底板和盖体之间的腔室空间用于放置含有液膜的基体。

优选地，底板和盖体之间设置橡胶密封圈，使得制备腔室在工作时最低压力能够达到10^-5Pa。

优选地，抽气控制器包括流量调节阀、控制器和压力传感器，压力传感器检测制备腔室内的压力并将信号传输给控制器，控制器根据所接收的信号控制流量调节阀的开度；流量调节阀的一端连接制备腔室，另一端连接低压腔室。

优选地，抽气控制器还包括与流量调节阀串联的净化器，净化器与流量调节阀设置在制备腔室与低压腔室之间。

优选地，抽气控制器还包括真空破除器，真空破除器的一端连接空气，另一端连接制备腔室。

优选地，真空泵为机械泵、分子泵、扩散泵、低温泵、离子泵、水环泵中的一种或多种；当真空泵为多个泵时，各个泵之间串联。

优选地，稳压装置包括控制器、压力传感器和流量调节阀，压力传感器设置在低压腔室内并将压力信号传输给控制器，控制器根据接收的压力信号控制流量调节阀的开度，流量调节阀的一端连接低压腔室，另一端连接空气。

优选地，所述控制器设置有存储器，用于存储压力传感器检测的压力和相应的流量调节阀的开度。