本發(fā)明專利技術(shù)適用于薄膜、鍍層或者復(fù)合材料的制備領(lǐng)域，提供了一種制備涂層、薄膜或復(fù)合材料的裝置和方法。該裝置包括：溶液槽、待沉積溶液冷卻裝置、沉積槽、高壓循環(huán)泵、冷卻槽、電極發(fā)生裝置和超聲波發(fā)生裝置；溶液槽和待沉積溶液冷卻裝置之間連接有輸出管，待沉積溶液冷卻裝置和沉積槽之間連接有進(jìn)液管，沉積槽和溶液槽連接有回流管，回流管管路上設(shè)置有高壓循環(huán)泵；電極發(fā)生裝置設(shè)置在沉積槽內(nèi)，超聲波發(fā)生裝置設(shè)置在冷卻槽內(nèi)。該方法主要包括：1）配置待沉積溶液；2）夾持待沉積產(chǎn)品；3）開啟高壓循環(huán)泵；4）開啟超聲波發(fā)生裝置。本發(fā)明專利技術(shù)所制涂層或薄膜的組成、結(jié)構(gòu)、形貌更豐富，涂層或薄膜與產(chǎn)品的結(jié)合力更高。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種制備涂層、薄膜或復(fù)合材料的裝置和方法，更具體地說，是涉及一種利用射流超聲電熱沉積制備涂層、薄膜或復(fù)合材料的裝置和方法。
技術(shù)介紹
熱基體法是將具有一定電阻率的導(dǎo)電材料置于含有待沉積涂層或薄膜組成離子的溶液中，然后通過交流電加熱，升高該導(dǎo)電材料其表面溫度，以降低涂層或薄膜形成的吉布斯自由能來實現(xiàn)涂層或薄膜的制備(Kensuke Kuroda, Mikiko Moriyama, Ryoichi Ichinoj Masazumi Okido, Azusa Seki. Formation and Osteoconductivity of Hydroxyapatite/CoIlagen Composite Films Using a Thermal Substrate Method in Aqueous Solutions, Materials Transactions, 2009, 50 (5) :1190 — 1195)。該方法雖然能夠控制涂層或薄膜的組成、結(jié)構(gòu)、形貌和厚度，但該方法的結(jié)合力很差，滿足不了涂層的力學(xué)性能要求。申請?zhí)枮?00810011621.4的中國專利“一種碳納米管/碳纖維多尺度混雜復(fù)合材料的制備方法”公布了利用超聲波輔助電化學(xué)沉積的方法制備納米纖維預(yù)制體的技術(shù)，該技術(shù)能使復(fù)合材料的剪切強(qiáng)度、耐沖擊性能、電導(dǎo)率都有很大的提高。申請?zhí)枮?201010540770. 7的中國專利“一種碳-碳復(fù)合材料/羥基磷灰石/聚乳酸生物材料的制備方法”利用超聲波的震蕩空化效應(yīng)解決沉積在基體表面的涂層的結(jié)合力不夠的問題。上述兩個專利均用超聲波技術(shù)來提高沉積在基體表面涂層結(jié)合力不夠的問題，但是，只用超聲波技術(shù)來解決這樣的問題的結(jié)果顯然不是很理想的。申請?zhí)枮?00510041821. O的中國專利“霍爾源激勵磁控濺射增強(qiáng)型多弧離子鍍膜方法”公布了另外一種技術(shù)利用霍爾源激勵磁技術(shù)提高反應(yīng)過程的離化率，通過偏壓可調(diào)機(jī)械過濾結(jié)構(gòu)的設(shè)計，保證薄膜和基體的結(jié)合強(qiáng)度。但是該技術(shù)存在機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高的缺點。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題在于提供一種制備涂層、薄膜或復(fù)合材料的裝置和方法。該裝置具體如下一種制備涂層、薄膜或復(fù)合材料的裝置，包括盛裝有待沉積溶液的溶液槽、待沉積溶液冷卻裝置、沉積槽、盛裝有冷卻液的冷卻槽；所述溶液槽和所述待沉積溶液冷卻裝置之間連接有輸出管，所述待沉積溶液冷卻裝置和所述沉積槽之間連接有進(jìn)液管，所述沉積槽和所述溶液槽連接有回流管。該回流管管路上設(shè)有高壓循環(huán)泵，所述沉積槽設(shè)置于所述冷卻槽內(nèi)，沉積槽內(nèi)還設(shè)有電極發(fā)生裝置，冷卻槽內(nèi)還設(shè)有超聲波發(fā)生裝置。待沉積溶液依次在溶液槽、輸出管、待沉積溶液冷卻裝置、進(jìn)液管、沉積槽、高壓循環(huán)泵、回流管和溶液槽之間循環(huán)流動。進(jìn)一步地，所述電極發(fā)生裝置包括產(chǎn)品、兩個電極，兩電極通過導(dǎo)線與交流電源電連接；所述產(chǎn)品及所述兩個電極的一部分浸泡在所述沉積槽的待沉積溶液中，所述產(chǎn)品、兩個電極、導(dǎo)線和交流電源形成閉合回路。進(jìn)一步地，所述超聲波發(fā)生裝置包括超聲振動板和超聲波發(fā)生器，所述超聲振動板浸泡在所述冷卻槽中的冷卻液中，所述超聲振動板置于冷卻槽外且和所述超聲波發(fā)生器連接。進(jìn)一步地，所述的待沉積溶液冷卻裝置包括冷水機(jī)、冷卻管和第一連接管，所述第一連接管連接所述冷水機(jī)和所述冷卻管，所述冷卻管的兩端分別連接所述輸出管和所述進(jìn)液管。進(jìn)一步地，所述冷卻槽和所述冷水機(jī)還連接有第二連接管。進(jìn)一步地，所述的冷卻液為水。進(jìn)一步地，所述交流電源為交流穩(wěn)壓電源。一種制備涂層、薄膜或復(fù)合材料的方法，包括如下步驟I)、開啟冷水機(jī)，分別對冷卻管和冷卻槽冷卻；2)、根據(jù)所需制備的涂層或薄膜的組成及相關(guān)參數(shù)配制好待沉積溶液，并將待沉積溶液引入所述溶液槽中；3)、打開沉積槽，將產(chǎn)品夾持在位于與交流電源相連的兩個電極之間，蓋好沉積槽的密封蓋；4)、運行高壓循環(huán)泵，使待沉積溶液在溶液槽、待沉積溶液冷卻裝置、沉積槽、高壓循環(huán)泵和溶液槽之間循環(huán)流動；5)、打開超聲波發(fā)生器，使超聲振動板開始工作，超聲振動板振動冷卻液，冷卻液撞擊沉積槽外側(cè)，沉積槽內(nèi)的待沉積溶液不斷沖刷產(chǎn)品外表面，最終使待沉積液中粘附力強(qiáng)的顆粒固定在產(chǎn)品外表面；6)、開啟交流電源，設(shè)定所需制備涂層或薄膜的振蕩電流和沉積時間，進(jìn)行涂層或薄膜沉積。進(jìn)一步地，在步驟6)之后，還包括如下步驟待達(dá)到所需沉積時候后，首先關(guān)閉交流電源，使沉積過程停止；后關(guān)閉高壓循環(huán)泵，取出產(chǎn)品，對產(chǎn)品進(jìn)行超聲清洗、干燥，得到制備了涂層或薄膜的基體產(chǎn)品。本專利技術(shù)提供的制備涂層、薄膜或復(fù)合材料的裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果在于通過冷卻槽中加入冷卻液和超聲波裝置，將超聲波振動產(chǎn)生的能量通過冷卻液傳遞給待沉積溶液，進(jìn)一步加速待沉積溶液與產(chǎn)品表面的碰撞，使結(jié)合在產(chǎn)品表面的涂層或薄膜的結(jié)合能力增強(qiáng)；通過將溶液槽、輸出管、待沉積溶液冷卻裝置、進(jìn)液管、沉積槽、高壓循環(huán)泵按照一定順序連接，讓待沉積溶液在上述設(shè)備中循環(huán)流動，使沉積槽中的待沉積溶液中的粘附能力較強(qiáng)的顆粒在產(chǎn)品表面形成結(jié)合力強(qiáng)的均勻的涂層或薄膜；這兩種模式的同時應(yīng)用能使產(chǎn)品表面的涂層或薄膜的結(jié)合能力更強(qiáng)。本專利技術(shù)提供的制備涂層、薄膜或復(fù)合材料的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果在于由于在涂層或薄膜沉積過程加入了超聲波發(fā)生裝置，超聲波發(fā)生裝置產(chǎn)生的聲波能量振動冷卻槽里面的冷卻液，冷卻液振動沉積槽的外部，盛裝在沉積槽內(nèi)的待沉積液在沉積槽振動的情況下跟著振動，因此待沉積液能不斷的沖刷產(chǎn)品表面；同時通過將待沉積溶液依次在溶液槽、輸出管、待沉積溶液冷卻裝置、進(jìn)液管、沉積槽、高壓循環(huán)泵、回流管和溶液槽之間循環(huán)流動的方法，不但使涂層沉積動力學(xué)由傳統(tǒng)熱沉積的擴(kuò)散方式轉(zhuǎn)變?yōu)楸砻娣磻?yīng)控制，還能使待沉積溶液在循環(huán)過程中不斷的沖刷產(chǎn)品表面。通過上述兩種模式的同時運用，待沉積溶液中的粘附能力強(qiáng)的顆粒就會沉積在產(chǎn)品的表面，形成均勻的涂層或薄膜，因此所制涂層或薄膜與產(chǎn)品的結(jié)合力更高。附圖說明圖I為本專利技術(shù)實施例提供的一種制備涂層、薄膜或復(fù)合材料的裝置示意圖。具體實施方式為了使本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本專利技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本專利技術(shù)，并不用于限定本專利技術(shù)。請參照圖I，現(xiàn)對本專利技術(shù)提供的一種利用射流超聲電熱沉積制備涂層、薄膜或復(fù)合材料的裝置和方法進(jìn)行說明。本專利技術(shù)的整個裝置由以下各部分組成溶液槽I、待沉積溶液冷卻裝置、沉積槽11 和高壓循環(huán)泵2、冷卻槽4、電極發(fā)生裝置和超聲波發(fā)生裝置。待沉積溶液冷卻裝置由冷卻管12、第一連接管32以及冷水機(jī)13組成。冷卻管12和溶液槽I之間連接有輸出管31。冷卻管12和沉積槽11之間連接有進(jìn)液管33。冷卻管12和冷水機(jī)13通過第一連接管32連接。冷水機(jī)13和冷卻槽4之間連接有第二連接管34。沉積槽11和溶液槽I之間連接有回流管3。高壓循環(huán)泵2設(shè)置在回流管3上。沉積槽11內(nèi)放置有電極發(fā)生裝置。電極發(fā)生裝置包括產(chǎn)品6、兩個電極8、導(dǎo)線 10和交流電源9。產(chǎn)品6的兩端和兩個電極8的同一極分別相連。兩個電極8的另一極分別通過導(dǎo)線10和交流電源9電連接。產(chǎn)品6、兩個電極8、導(dǎo)線10、交流電源9形成閉合回路。沉積槽11置于冷卻槽4內(nèi)。冷卻槽4內(nèi)放置本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種制備涂層、薄膜或復(fù)合材料的裝置，其特征在于，包括：盛裝有待沉積溶液的溶液槽、待沉積溶液冷卻裝置、沉積槽、盛裝有冷卻液的冷卻槽；所述溶液槽和所述待沉積溶液冷卻裝置之間連接有輸出管，所述待沉積溶液冷卻裝置和所述沉積槽之間連接有進(jìn)液管，所述沉積槽和所述溶液槽連接有回流管；該回流管管路上設(shè)有高壓循環(huán)泵，所述沉積槽設(shè)置于所述冷卻槽內(nèi)，所述沉積槽內(nèi)還設(shè)有電極發(fā)生裝置，所述冷卻槽內(nèi)還設(shè)有超聲波發(fā)生裝置；所述待沉積溶液依次在溶液槽、輸出管、待沉積溶液冷卻裝置、進(jìn)液管、沉積槽、高壓循環(huán)泵、回流管和溶液槽之間循環(huán)流動。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種制備涂層、薄膜或復(fù)合材料的裝置，其特征在于，包括盛裝有待沉積溶液的溶液槽、待沉積溶液冷卻裝置、沉積槽、盛裝有冷卻液的冷卻槽；所述溶液槽和所述待沉積溶液冷卻裝置之間連接有輸出管，所述待沉積溶液冷卻裝置和所述沉積槽之間連接有進(jìn)液管，所述沉積槽和所述溶液槽連接有回流管；該回流管管路上設(shè)有高壓循環(huán)泵，所述沉積槽設(shè)置于所述冷卻槽內(nèi)，所述沉積槽內(nèi)還設(shè)有電極發(fā)生裝置，所述冷卻槽內(nèi)還設(shè)有超聲波發(fā)生裝置；所述待沉積溶液依次在溶液槽、輸出管、待沉積溶液冷卻裝置、進(jìn)液管、沉積槽、高壓循環(huán)泵、回流管和溶液槽之間循環(huán)流動。2.如權(quán)利要求I所述的制備涂層、薄膜或復(fù)合材料的裝置，其特征在于，所述電極發(fā)生裝置包括產(chǎn)品、兩個電極，兩電極通過導(dǎo)線與交流電源電連接；所述產(chǎn)品及所述兩個電極的一部份浸泡在所述沉積槽的待沉積溶液中，所述產(chǎn)品、兩個電極、導(dǎo)線和交流電源形成閉合回路。3.如權(quán)利要求I所述的制備涂層、薄膜或復(fù)合材料的裝置，其特征在于，所述超聲波發(fā)生裝置包括超聲振動板和超聲波發(fā)生器，所述超聲振動板浸泡在所述冷卻槽中的冷卻液中，所述超聲振動板置于冷卻槽外且和所述超聲波發(fā)生器連接。4.如權(quán)利要求I所述的制備涂層、薄膜或復(fù)合材料的裝置，其特征在于，所述的待沉積溶液冷卻裝置包括冷水機(jī)、冷卻管和第一連接管，所述第一連接管連接所述冷水機(jī)和所述冷卻管，所述冷卻管的兩端分別連接所述輸出管和所述進(jìn)液管。5.如權(quán)利要求4所...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張曉璇，
申請(專利權(quán))人：深圳大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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