納米薄膜生產(chǎn)工藝大解析
納米薄膜是由納米量級(jí)的晶粒排列組合構(gòu)成的薄膜材料,其晶粒之間的間隙非常小,具有一定的光學(xué)性能、力學(xué)性能、電磁學(xué)性能、化學(xué)性能等,兼具傳統(tǒng)復(fù)合材料和現(xiàn)代納米材料的優(yōu)異性能,被廣泛應(yīng)用于制造業(yè)領(lǐng)域。
納米薄膜的生產(chǎn)工藝主要包括氣相法和液相法:
氣相法生產(chǎn)工藝是指利用氣相中發(fā)生的物理或者化學(xué)過(guò)程在待鍍物件表面沉積一層具有特殊性能的薄膜,可劃分為物理氣相沉積和化學(xué)氣相沉積。
其中物理氣相沉積生產(chǎn)工藝不會(huì)產(chǎn)生新的物質(zhì),通過(guò)改變二維納米材料的形態(tài)制成納米薄膜;化學(xué)氣相沉積生產(chǎn)工藝是通過(guò)多種二維納米材料之間的化學(xué)反應(yīng)形成新的納米薄膜。
氣相法生產(chǎn)工藝可精準(zhǔn)調(diào)控納米材料組成成分、尺寸和維度,所制成的納米薄膜具有純度高、雜質(zhì)污染少的特點(diǎn)。
液相法生產(chǎn)工藝首先采用印刷、噴涂等方式將多種成膜組分的液體化學(xué)材料涂覆于待鍍物件表面,然后通過(guò)室溫、加溫、紫外光固化等工序在待鍍物表面形成一層高分子防護(hù)薄膜。
相較于氣相法,液相法生產(chǎn)工藝制備的納米級(jí)薄膜厚度和均勻性較難控制,而且該生產(chǎn)工藝事先需要對(duì)基材進(jìn)行浸泡,因此不適用于電子產(chǎn)品和電子元器件等不可浸泡的產(chǎn)品。
根據(jù)反應(yīng)條件以及使用材料的不同,化學(xué)氣相沉積技術(shù)可劃分為五類:等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)、常壓化學(xué)氣相沉積技術(shù)(APCVD)、低壓化學(xué)氣相沉積技術(shù)(LPCVD)、金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積技術(shù)(MOCVD)、原子層沉積技術(shù)(ALD)。其中 PECVD 工藝重復(fù)性好,操作方法靈活,可以應(yīng)用于各種復(fù)雜形狀的基板,其制成的 PECVD 薄膜具有高致密性和高性能,下游主要應(yīng)用于消費(fèi)電子、光伏、半導(dǎo)體等領(lǐng)域。
PECVD薄膜具有不規(guī)則的三維交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),由有機(jī)高分子材料通過(guò)聚合反應(yīng)制備而得。相較于普通聚合物薄膜,PECVD 薄膜功能豐富,具有結(jié)合力高、適用范圍更廣、鍍層厚度更薄等優(yōu)良性能,可根據(jù)下游需求定制出具有防護(hù)、透光、減阻等不同特性的材料,目前被 廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子領(lǐng)域,主要包括手機(jī)、耳機(jī)、可穿戴設(shè)備、無(wú)人機(jī)等。
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