專利名稱：一種用于改善化學(xué)溶液提拉法涂覆長帶的輔助裝置及使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種用于改善化學(xué)溶液提拉法涂覆長帶效果的輔助裝置及使用方法，屬于制備材料的設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
涂覆化學(xué)溶液常用的旋轉(zhuǎn)涂膜法是將待旋涂液滴注到基片表面上，然后經(jīng)高速旋轉(zhuǎn)甩去多余溶液，將其均勻鋪展到基片上形成薄膜。但是由于在旋涂過程中樣品要處于高速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，因此該方法只適用于小型基片表面的涂膜，而無法實(shí)現(xiàn)在長帶上涂膜的應(yīng)用。傳統(tǒng)的化學(xué)溶液涂覆長帶方法則多采用提拉法，其過程為待涂覆的長帶通過傳送裝置送入溶液池中浸涂溶液，再通過提拉離開溶液池，依靠重力作用去除多余溶液，完成長帶涂覆過程。這種涂覆薄膜方法是通過吸附粘結(jié)使溶液吸附在長帶表面并通過重力作用使多余溶液離開長帶表面。由于沒有其他外力作用，這種方法涂覆出來的薄膜一般較厚，薄膜和長帶的粘結(jié)性較差，還會(huì)造成待涂覆溶液的浪費(fèi)。因此需要一種針對(duì)長帶涂覆方法的改良裝置，使其涂覆過程能夠模擬旋涂法的效果，去除多余溶液，降低涂膜厚度，增加薄膜均勻性，可為長帶涂覆化學(xué)溶液提供更豐富的處理?xiàng)l件，獲得更理想的涂覆結(jié)果，并且能夠節(jié)省涂覆溶液，降低成本。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于改善化學(xué)溶液提拉法涂覆長帶效果的輔助裝置及使用方法，該裝置能夠在提拉法涂膜的基礎(chǔ)上獲得更薄、更均勻的薄膜，并且在此過程中減少溶液的浪費(fèi)。該裝置作為涂覆長帶的備選裝置，結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝、拆卸，可方便地與現(xiàn)有涂覆系統(tǒng)進(jìn)行自由整合。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種用于改善化學(xué)溶液提拉法涂覆長帶效果的輔助裝置，其特征在于整套裝置包括氣體壓縮機(jī)、氣體流量計(jì)、出氣噴頭和支撐裝置；氣體流量計(jì)安裝在出氣噴頭與氣體壓縮機(jī)之間，出氣噴頭由支撐裝置固定，出氣噴頭傾斜向下，使氣體壓縮機(jī)出來的氣體通過氣體流量計(jì)達(dá)到出氣噴頭，使出氣噴頭噴出的氣體能夠直接噴射到溶液提拉法中吸附粘結(jié)有化學(xué)溶液的長帶表面。上述的出氣噴頭傾斜向下指的是出氣噴頭噴出的氣體與長帶之間的夾角Θ〈90°，使得噴出的氣體沿豎直方向向基帶上的化學(xué)溶液施加向下的推力，能夠促使化學(xué)溶液依靠重力作向下移動(dòng)，同時(shí)在垂直基帶方向上還向化學(xué)溶液施加壓力，增加化學(xué)溶液與基帶之間的結(jié)合力。出氣噴頭有多種選擇，可以根據(jù)長帶的寬度選擇稍寬于長帶寬度的出氣噴頭；出氣噴頭噴出的氣體可以是空氣、惰性氣體、保護(hù)性氣體等，涂膜過程中根據(jù)需要，對(duì)不同的涂覆溶液和涂覆對(duì)象選擇合適的氣體，同時(shí)也可調(diào)節(jié)支撐裝置用于固定出氣噴頭，方便調(diào)節(jié)其與長帶間的距離、夾角。所述的裝置可以用來改善化學(xué)溶液提拉法涂覆長帶效果，在涂覆長帶過程中可以在所涂覆長帶的一側(cè)單獨(dú)使用或兩側(cè)配合使用。該裝置可以獨(dú)立拆裝，其支撐裝置可以實(shí)現(xiàn)出氣噴頭的自由移動(dòng)，使其與長帶達(dá)到合適距離，并且可以調(diào)節(jié)出氣噴頭與長帶的夾角(夾角指出氣噴頭氣體噴出方向與長帶走向之間的夾角，夾角θ〈90° ),使溶液達(dá)到最有效的涂覆結(jié)果。本發(fā)明采用上述的輔助裝置輔助化學(xué)溶液提拉法涂覆長帶的方法，包括以下步驟化學(xué)溶液提拉法涂覆長帶進(jìn)行涂膜時(shí)，通過調(diào)節(jié)支撐裝置把出氣噴頭置于長帶表面附近，打開氣體壓縮機(jī)，通過調(diào)節(jié)氣體流量、出氣噴頭與長帶表面的距離和夾角，最終在長帶上得到所需的溶液薄膜。出氣噴頭與長帶表面的距離的最佳選擇是出氣噴頭不接觸長帶上的涂覆溶液的最小距離，調(diào)節(jié)空氣流量和出氣噴頭與長帶表面的夾角可以得到不同厚度的薄膜。通過此 裝置對(duì)現(xiàn)有提拉法涂覆系統(tǒng)的改進(jìn)，可以在去除長帶上多余溶液的同時(shí)，將多余溶液送回溶液池，減少浪費(fèi)，降低成本，還可以利用氣體將已吸附的溶液緊密地壓附在長帶上，獲得更薄、更均勻的薄膜。本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)1.采用化學(xué)溶液提拉法，用本裝置作為輔助裝置進(jìn)行長帶涂覆，可以獲得更薄、更均勻的薄膜，并且在涂覆過程中減少待涂覆溶液的浪費(fèi)，降低成本；2.本裝置作為涂覆長帶的備選裝置，結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝、拆卸，可方便地與現(xiàn)有涂覆系統(tǒng)進(jìn)行自由整合。
圖1 一種用于改善化學(xué)溶液提拉法涂覆長帶效果的輔助裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1采用本發(fā)明的一種用于改善化學(xué)溶液提拉法涂覆長帶效果的裝置用于YBCO前驅(qū)液(三氟乙酸釔、三氟乙酸鋇、α—甲基丙烯酸銅的混合溶液)涂覆10米長，IOmm寬鎳鎢基帶。實(shí)施時(shí)，選擇15mm寬的氣體噴頭并固定,調(diào)節(jié)氣體噴頭與基帶之間的角度和距離，完成準(zhǔn)備工序。打開氣體壓縮機(jī)，通過調(diào)節(jié)氣體流量計(jì)得到合適的氣體流量。氣體噴頭噴出的氣體在基帶上產(chǎn)生與走帶方向相反和與走帶方向垂直的作用力，與走帶方向相反的作用力使多余的液體流回溶液池；與走帶方向垂直的作用力使涂覆溶液均勻地涂覆在基帶上，完成YBCO前驅(qū)液液涂覆基帶。具體實(shí)施工藝基帶走帶速度60mm/min,噴頭頂部與基帶距離為IOmm,噴頭與基帶的夾角Θ為32°，氣體流量為480mL/min。通過此實(shí)施方案得到的涂覆薄膜后的基帶涂膜均勻，經(jīng)后處理后得到的YBCO薄膜厚度為220nm。對(duì)比例I對(duì)比實(shí)施例1，利用沒有輔助裝置的提拉法涂膜，用YBCO前驅(qū)液(三氟乙酸釔、三氟乙酸鋇、α —甲基丙烯酸銅的混合溶液)涂覆10米長，IOmm寬鎳鎢基帶。對(duì)比實(shí)施例1，除去本發(fā)明所述的輔助裝置，其他涂覆條件和實(shí)施例1完全相同。得到的涂膜長帶和實(shí)施例1得到的長帶相比，薄膜均勻性很差，在部分區(qū)域明顯過厚，最終得到的薄膜最薄的地方22lnm，最厚的地方厚達(dá)232nm。實(shí)施例2本發(fā)明一種用于改善化學(xué)溶液提拉法涂覆長帶效果的裝置用于CeO2前驅(qū)液(乙酰丙酮鈰和正丙醇的混合溶液)涂覆10米長，5mm寬銅鎳基帶。實(shí)施時(shí)，選擇IOmm寬的氣體噴頭并固定，調(diào)節(jié)氣體噴頭與基帶之間的角度和距離，完成準(zhǔn)備工序。打開氣體壓縮機(jī)，通過調(diào)節(jié)氣體流量計(jì)得到合適的氣體流量。氣體噴頭噴出的氣體在基帶上產(chǎn)生與走帶方向相反和與走帶方向垂直的作用力，與走帶方向相反的作用力使多余的液體流回溶液池；與走帶方向垂直的作用力使涂覆溶液均勻地涂覆在基帶 上，完成CeO2前驅(qū)液液涂覆銅鎳基帶。具體實(shí)施工藝基帶走帶速度120mm/min,噴頭頂部與基帶距離為IOmm,噴頭與基帶的夾角Θ為41°，氣體流量為320mL/min。通過此實(shí)施方案得到的涂覆薄膜后的基帶涂膜均勻，經(jīng)后處理后得到的CeO2薄膜厚度為25nm。對(duì)比例2對(duì)比實(shí)施例2，利用沒有輔助裝置的提拉法涂膜，用CeO2前驅(qū)液(乙酰丙酮鈰和正丙醇的混合溶液)涂覆10米長，5mm寬銅鎳基帶。對(duì)比實(shí)施例2，除去本發(fā)明所述的輔助裝置，其他涂覆條件和實(shí)施例2完全相同。最終得到的薄膜最薄的地方221nm，最厚的地方厚達(dá)32nm。
權(quán)利要求
1.一種用于改善化學(xué)溶液提拉法涂覆長帶的輔助裝置，其特征在于，該裝置包括氣體壓縮機(jī)、氣體流量計(jì)、出氣噴頭和支撐裝置；氣體流量計(jì)安裝在出氣噴頭與氣體壓縮機(jī)之間，出氣噴頭由支撐裝置固定，出氣噴頭傾斜向下，使氣體壓縮機(jī)出來的氣體通過氣體流量計(jì)達(dá)到出氣噴頭，使出氣噴頭噴出的氣體能夠直接噴射到化學(xué)溶液提拉法中吸附粘結(jié)有化學(xué)溶液的長帶表面。
2.按照權(quán)利要求1所述的輔助裝置，其特征在于，出氣噴頭傾斜向下指的是出氣噴頭噴出的氣體與長帶之間的夾角θ〈90°，使得噴出的氣體沿豎直方向向基帶上的化學(xué)溶液施加向下的推力，能夠促使化學(xué)溶液依靠重力作向下移動(dòng)，同時(shí)在垂直基帶方向上還向化學(xué)溶液施加壓力，增加化學(xué)溶液與基帶之間的結(jié)合力。
3.按照權(quán)利要求1所述的輔助裝置，其特征在于，出氣噴頭噴出的氣體是空氣、惰性氣體或保護(hù)性氣體。
4.利用權(quán)利要求1-3所述的任一的裝置輔助化學(xué)溶液提拉法涂覆長帶的方法，包括以下步驟化學(xué)溶液提拉法涂覆長帶進(jìn)行涂膜時(shí)，通過調(diào)節(jié)支撐裝置把出氣噴頭置于長帶表面附近，打開氣體壓縮機(jī)，通過調(diào)節(jié)氣體流量、出氣噴頭與長帶表面的距離和夾角，最終在長帶上得到所需的溶液薄膜。
5.按照權(quán)利要求4的方法，其特征在于，在所涂覆長帶的一側(cè)單獨(dú)使用或兩側(cè)配合使用輔助裝置。
全文摘要
一種用于改善化學(xué)溶液提拉法涂覆長帶的輔助裝置及使用方法，屬于制備材料的設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。包括氣體壓縮機(jī)、氣體流量計(jì)、出氣噴頭和支撐裝置；氣體流量計(jì)安裝在出氣噴頭與氣體壓縮機(jī)之間，出氣噴頭由支撐裝置固定，出氣噴頭傾斜向下，使氣體壓縮機(jī)出來的氣體通過氣體流量計(jì)達(dá)到出氣噴頭，使出氣噴頭噴出的氣體能夠直接噴射到化學(xué)溶液提拉法中吸附粘結(jié)有化學(xué)溶液的長帶表面。采用本發(fā)明裝置的可以獲得更薄、更均勻的薄膜，并且在涂覆過程中減少待涂覆溶液的浪費(fèi)，降低成本。
文檔編號(hào)B05B9/04GK103008149SQ20121058990
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者索紅莉, 馬麟, 陳立佳, 田輝, 梁雅儒, 王鼎元, 王毅 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)