[发明专利]一种纤维网状氧化镁薄膜及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种纤维网状氧化镁薄膜及其制备方法与应用。所述制备方法包括：至少使作为阴极的金属或单晶硅、阳极与电解液共同构建电化学反应体系，所述电解液包括包含镁离子和添加剂的水溶液，所述添加剂包括黄原胶以及葡萄糖或其衍生物的组合；使所述电化学反应体系通电进行电解，从而在所述阴极表面沉积形成纤维网状氢氧化镁前驱体薄膜，再进行高温热处理，获得纤维网状氧化镁薄膜。本发明制得的氧化镁薄膜具有更高的比表面积，其富有规律性的纤维网状结构有利于提升薄膜的缓冲性能，方便各种功能材料在薄膜表面的负载和金属元素的掺杂；同时可进一步稳固氧化镁薄膜作为中间缓冲层和介质保护层在硅基复合材料和等离子体显示器等领域的应用。

技术领域

本发明涉及一种氧化镁薄膜的制备方法，尤其涉及一种纤维网状氧化镁薄膜及其制备方法与应用，属于氧化镁薄膜制备技术领域。

背景技术

氧化镁薄膜是一种性能优异的中间缓冲层和介质保护层材料，常被应用于硅基复合材料方面，如高温超导氧化物和铁电在硅衬底上的外延生长，以及等离子体显示屏等领域。此外，氧化镁薄膜也可作为换能器的绝缘栅应用于生物传感器领域。

现有方法制备得到的氧化镁薄膜形貌比较普通，多为致密层状或者粉状有空隙结构，功能和结构比较单一，无法实现强大的功能材料负载能力和提升多维度力学性能。这种氧化镁薄膜内部不存在有多维结构支撑的孔隙结构，材料缓冲性能较差，在作为中间缓冲层和介质保护层在硅基复合材料和等离子体显示器等领域应用时性能难以进一步提升。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种纤维网状氧化镁薄膜及其制备方法与应用，从而克服现有技术的不足。

为达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明实施例提供了一种纤维网状氧化镁薄膜的制备方法，其包括：

至少使作为阴极的金属或单晶硅、阳极与电解液共同构建电化学反应体系，其中，所述电解液包括包含镁离子和添加剂的水溶液，所述添加剂包括黄原胶以及葡萄糖或其衍生物的组合；

使所述电化学反应体系通电进行电解，从而在所述阴极表面沉积形成纤维网状氢氧化镁前驱体薄膜，其中，所述阴极的电极电位在-1.8V以下；

对所述纤维网状氢氧化镁前驱体薄膜进行高温热处理，获得纤维网状氧化镁薄膜。

在一些优选实施例中，所述电解液中葡萄糖或其衍生物的浓度为0.1g/L～50g/L。

进一步地，所述电解液中黄原胶的浓度为0.05g/L～1g/L。

进一步地，所述电解液中镁离子的浓度为0.01mol/L～5mol/L。

在一些优选实施例中，在所述电解时，所述阴极的电极电位为-5.0V～-1.8V，所述电解的时间为1min～60min，所述电解液的温度为5℃～70℃。

在一些优选实施例中，所述高温热处理的温度在340℃以上，所述高温热处理的时间为1min～12h。

本发明实施例还提供了由前述方法制备的纤维网状氧化镁薄膜，所述纤维网状氧化镁薄膜具有三维立体纤维网状结构。

本发明实施例还提供了所述纤维网状氧化镁薄膜作为中间缓冲层和介质保护层在制备硅基复合材料或等离子体显示器等领域中的应用。