本文從係統(tǒng)結構、參數控製和鍍膜方式等綜述(shù)了真空卷繞鍍膜技術研究進展。按結構(gòu)可分為單室、雙室和多室真空卷繞係統,後兩(liǎng)者可解決開卷放氣問題並分別控製卷(juàn)繞和鍍膜室各(gè)自真空度。卷(juàn)繞張力控製分錐度、間接和直接控製模型,錐度(dù)控製模(mó)型可解決薄膜褶皺和徑向力分布不均的(de)問題;間(jiān)接張力(lì)控製無需傳感器,可用內置張力控製模塊的矢量變頻器代替;直接張力控製通過(guò)張力傳感器(qì)精確測量張力值,但需慣性(xìng)矩和角速度等多種(zhǒng)參數。真空卷繞鍍膜主要有真空蒸發、磁(cí)控濺射等方(fāng)式(shì),可用於(yú)製備新型高折射(shè)率薄膜、石墨(mò)烯等納米材料和柔(róu)性太陽能電池等半導體器(qì)件。針對真空卷繞(rào)鍍膜技術(shù)研究(jiū)現狀及向產業化過渡存在的(de)問題,最後作了簡要分析與展(zhǎn)望。
真空卷繞鍍膜(卷(juàn)對卷)是在(zài)真空下應用不同方法(fǎ)在柔(róu)性基體上實現連續鍍(dù)膜的一種技術。它涵蓋真空獲得、機電控(kòng)製、高(gāo)精(jīng)傳動(dòng)和(hé)表麵分(fèn)析(xī)等多方麵內容。其(qí)重點是,在保證鍍膜質量前提下提高卷繞速率、控製鍍膜穩定性及(jí)實施在(zài)線監控(kòng)。卷對卷技術(shù)成本低、易操作、與柔性基底相容、生產率高及可連續鍍多層(céng)膜等優點。第一台真空蒸發卷繞鍍膜機1935年製成(chéng),現可(kě)鍍幅寬由500 至2500mm。卷對卷技術應用由包裝和裝飾用膜,近年逐漸擴大至激光(guāng)防偽膜、導電等功能薄膜方麵,是未來柔性電子等行業的主流技術之一。
目前,國際前沿是(shì)研究不同製備(bèi)工藝下功(gōng)能薄膜特性並完善複合(hé)膜(mó)層製備。卷繞鍍膜機有(yǒu)向大型工業化和小型科研化方向發(fā)展的兩種趨勢(shì),國內(nèi)蘭州真空設備、廣東中環(huán)真空設備等公司多生(shēng)產大型工業卷繞設備, 國外如TW Graphics 和(hé)Intellivation 公(gōng)司等,主要為科研機構(gòu)提供小型或微型卷繞鍍膜機。
真空卷繞鍍膜設備分類 真空卷對卷設備由抽真空(kōng)、卷繞、鍍膜和電氣控製(zhì)等係統組成(chéng)。據真空室(shì)有無擋板,可(kě)分單室、雙室和多室(shì)結構。單(dān)室的收放卷輥和鍍膜輥(gǔn)在同一室中(zhōng),結構簡單但開卷時放(fàng)氣會汙染真空環境。雙室結構將係統用擋板隔成(chéng)卷繞和鍍膜室,卷輥與擋板間隙約1.5mm,避免了類似開卷放氣(qì)問題。多室常用於製備複合薄膜,在雙室基礎上將相鄰鍍膜區用擋板隔開避免幹擾。如Krebs 等將Skultuna Flexibles AB 的開普頓擋板固定於兩磁(cí)控濺射靶間,板兩側塗覆50μm 的銅(tóng)層。
分隔擋(dǎng)板(bǎn)與真空室壁狹縫越小越好。據鍍膜時輥筒作用分為單主輥和多主輥卷繞鍍膜機。據電機個數,則可分為兩電機、三電機和四電機驅(qū)動係統。
總結與展望 真空卷繞鍍膜因其大(dà)麵積、低成本、連續性等特點,比(bǐ)間歇式鍍膜有很大優勢,廣受國內外研究者(zhě)和企業關注。當前卷繞鍍膜技術進展較快,解決了鏤空線、白條、褶皺等問題,開始用於製備石墨烯(xī)、有機太陽能電池和透明導電薄(báo)膜等新型功能介質與器件。故對製膜過程和成膜質量提出了更高要求,真空機(jī)組主泵選擇從大抽速擴散泵發展到無油(yóu)超高真空分子泵和低溫泵,開發出了大包角雙冷卻輥鍍膜機以減(jiǎn)小薄(báo)膜拉伸變形。張力控製多用考慮夾感應(yīng)張力的收卷模型和單跨非線(xiàn)性動力學的放卷模型。
目前卷繞鍍膜的精密控製有待提高,例如轉印石墨烯時,難以(yǐ)徹(chè)底去除基底和石墨烯間的熱解膠,且卷繞速(sù)度(dù)過快或基底較硬引發(fā)的切應力會(huì)使石墨烯層形(xíng)成裂縫或孔洞。又如,真空卷(juàn)繞(rào)發製備的有機薄膜表麵缺陷多,載流子遷移率較低,進而嚴重影響其器件的光電特性。未來應增設(shè)薄膜應力等測控單草莓污视频在线看,融合CVD、離子鍍、高壓(yā)靜電紡絲、真空噴射和原位聚合等(děng)成膜技術,為開發新型有機及其無機複(fù)合功能薄膜和器件提供保障。