包含单层或多层纳米金属薄层广普性吸光热薄膜结构工艺

摘要

本发明是一种广泛适用的绿色的吸光热纳米金属薄膜结构技术工艺，是在金属或非金属基底或薄膜上加单层或多层纳米金属粒薄层的吸光热薄膜结构工艺。该吸光热薄膜结构，主要由基片、纳米金属粒层、金属氧化物或其它高透射率非金属分隔覆盖层等组成。多层纳米金属粒层，中间由金属氧化物或其它高透射率非金属分隔覆盖层作隔离层，各层纳米金属颗粒的材料与粒径及层厚计算匹配，以达到高效的全光谱吸收效果。本发明可以广泛应用于以金属、玻璃、纺织品、有机膜、半导体材料等为基底或基层的表面上，作吸光热膜、减反膜、隔热膜，或起隐形隐身作用。

说明书

技术领域

本发明属纳米材料、微电子、吸光热功能材料与新能源技术领域，主要涉及一种广泛适用的绿色的吸光热纳米金属薄膜结构技术工艺。

背景技术

开发利用太阳能是人类解决能源危机、环境危机的最主要途径。开发经济适用的绿色高效全光谱吸光热薄膜结构工艺技术，是太阳能得以广泛利用的关键技术与环节之一。同时，金属表面及其它吸光热材料结构光滑表面的减反、现代军用武器与人员的隐形、吸热红外等问题，都缺乏一种高效且能广泛适用的新技术方法。

经过十多年的理论与实验探索，本发明人已经完成太阳能全光谱的光热谱分解、吸收、透反射及合成的基础理论逻辑与相关技术工艺及设计创新。作为这些创新的其中一项内容，本发明一种包含单层或多层纳米金属粒层广普性吸光热薄膜结构工艺，正是基于解决上述有关问题的目的。该吸光热薄膜结构工艺技术，可以广泛应用于以金属、玻璃、纺织品、有机膜、半导体材料等为基底或基层的表面上，作吸光热膜、减反膜、隔热膜，或起隐形隐身作用。

发明内容

本发明是一种广泛适用的绿色的吸光热纳米金属薄膜结构技术工艺，是在金属或非金属基底或薄膜上加单层或多层纳米金属粒薄层的吸光热薄膜结构工艺。该吸光热薄膜结构，主要由基片、纳米金属粒层、金属氧化物或其它高透射率非金属分隔覆盖层等组成。

该结构中的纳米金属粒层，其纳米金属颗粒，可以是铜、铝、铁、镍、锌、錳、钽、钛、铬、锆等任何一种普通无害金属，粒径1nm至500nm。纳米金属粒层可以是多层，中间由金属氧化物或其它高透射率非金属分隔覆盖层作隔离层，各层纳米金属颗粒的材料与粒径及层厚可以匹配，以达到高效的全光谱吸收效果。同时，纳米金属颗粒层，以合适的平面覆盖率均匀涂附在基片或基层膜或隔离层膜之上。纳米金属颗粒分散剂可以是水、乙醇等完全挥发的溶剂，分散溶剂也可以包括透明的不挥发的有机成膜剂，透明有机成膜剂的纳米金属颗粒层，形成稳定的固溶的有机纳米金属粒层。

该结构中的金属氧化物或其它高透射率非金属分隔覆盖层，材料可以是二氧化硅、三氧化二铝、氧化锆、氧化钽、氮化硅、硅等。

该吸光热薄膜结构的各单层膜的厚度0.01nm至10μm。如果该吸光热薄膜结构，仅用1层透明固溶的有机纳米金属粒层，此有机纳米金属粒层的厚度最大可至2—5mm。

本发明的吸光热薄膜结构工艺技术，可以广泛应用于以金属、玻璃、纺织品、有机膜、半导体材料等为基底或基层的表面上，作吸光热膜、减反膜、隔热膜，或起隐形隐身作用。

具体实施方法

本发明为一种广泛适用的绿色的吸光热纳米金属薄膜结构技术工艺。其结构主要由基片、纳米金属粒层、金属氧化物或其它高透射率非金属分隔覆盖层等叠加而成，产业化工艺相对容易控制与实现。纳米金属层可由旋涂加适当的热处理完成，其它各薄膜层可以由真空条件下物理蒸镀或溅射沉积工艺完成，有些薄膜也可以使用化学镀膜工艺完成。

下面以具体实例进一步说明本发明的实施方法：

以不锈钢基片或玻璃基片或PMMA塑料薄膜基片或晶体硅基片为例。首先基片进行物理洁净与干燥处理，然后可以利用电子束蒸镀等镀膜方法加一层0.1-50纳米厚的三氧化二铝垫层,再用旋涂法涂与合适的纳米铜粒平面覆盖率对应量的、确定铜粒径大小的纳米铜水性分散液，真空热蒸发干燥处理后，再用电子束蒸镀等镀膜方法沉积镀膜一层1-300nm厚二氧化硅分隔覆盖层，并作退火处理。如果纳米金属粒层是多层的结构，在确定匹配粒径与薄膜厚度的前提下，重复旋涂纳米铜粒层和二氧化硅分隔覆盖层并作退火处理即可。

以上所述仅是本发明的具体实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。本发明的权利要求书及专利说明的所有内容，均属于本发明的保护范围。