一种复合薄膜材料及其制备方法与应用

技术特征：
1.一种复合薄膜材料，其特征在于：由多层膜层复合而成，其基本结构为[a/b/c/d]，其中，所述a膜层的材料选自wo3、zno或ta2o5；所述b膜层的材料选自ⅵb族的金属元素、ⅰb族的金属元素；所述c膜层的材料选自nicr合金、si3n4、aln、sic；所述d膜层的材料选自二氧化钛、氧化锌、二氧化锆或氧化锡。2.根据权利要求1所述的复合薄膜材料，其特征在于：所述a膜层的材料选自wo3；所述b膜层的材料选自mo；所述c膜层的材料选自nicr合金；所述d膜层的材料选自二氧化钛。3.根据权利要求1所述的复合薄膜材料，其特征在于：所述复合薄膜材料的总厚度为300～325nm；所述a膜层的厚度为180～220nm；所述b膜层的厚度为36～60nm；所述c膜层的厚度为0.5～2nm；所述d膜层的厚度为55～70nm。4.根据权利要求1所述的复合薄膜材料，其特征在于：所述a膜层、b膜层、c膜层和d膜层的多层复合是通过直流磁控溅射镀膜实现的。5.权利要求1～4中任一项所述的复合薄膜材料的制备方法，包括以下步骤：(1)制备a膜层：a.将镀膜室的靶材安装为钨靶、锌靶或钽靶，并抽取真空；清洗并烘干玻璃基片，将玻璃基片放在掩膜板上固定送入样品室；样品室抽真空，把样品室和镀膜室之间的挡板打开，将玻璃基片送入镀膜室之中，关闭镀膜室和样品室之间的挡板；镀膜室抽真空，通入氩气；辉光放电，当放电的颜色稳定呈现出蓝白色的时候准备开始镀膜；b.向镀膜室中通入气体，使基片处于辉光放电的范围之中，开始计时镀膜，在稳定辉光放电的气氛中进行镀膜；直流磁控溅射完毕后，将基片由镀膜室传送回样品室，关闭样品室真空，取出镀制好薄膜的基片；(2)制备b膜层：将(1)中的镀膜室靶材更换为金属靶，所述金属选自ⅵb族的金属元素、ⅰb族的金属元素，重复步骤(1)的操作；(3)制备c膜层：将(2)中的镀膜室靶材更换为镍铬合金靶、si3n4靶、aln靶或sic靶，重复步骤(1)的操作；(4)制备d膜层：将(3)中的镀膜室靶材更换为二氧化钛靶、氧化锌靶、二氧化锆靶或氧化锡靶，重复步骤(1)的操作。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述复合薄膜材料为[wo3/mo/nicr/tio2]，步骤如下：(1)制备a膜层a.将镀膜室的靶材安装为钨靶，并抽取真空；清洗并烘干玻璃基片，将玻璃基片放在掩膜板上固定送入样品室；样品室抽真空，当样品室的真空度数量级达到1
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pa的时候，把样品室和镀膜室之间的挡板打开，将玻璃基片送入镀膜室之中，关闭镀膜室和样品室之间的挡板；镀膜室抽真空，先用机械泵抽真空，再利用分子泵对镀膜室抽高真空，通入氩气；辉光放电，当放电的颜色稳定呈现出蓝白色的时候准备开始镀膜；b.把溅射功率调节成50w，将玻璃基片的转盘的转动速度调节为5rpm，将玻璃基片的温度设置为室温，向镀膜室中通入气体使得气体流量计氧气和氩气的流量比为1:1～4，同时控制镀膜室中气体的工作总压强保持在1
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pa，使基片处于辉光放电的范围之中，开始计时镀膜，在稳定辉光放电的气氛中进行镀膜1h；直流磁控溅射完毕后，将基片由镀膜室传
送回样品室，关闭样品室真空，调节样品室的压强，取出镀制好薄膜的基片；(2)制备b膜层将(1)a中的镀膜室靶材更换为钼靶，重复步骤(1)a中的操作；把溅射功率调节成50w，将玻璃基片的转盘的转动速度调节为5rpm，将玻璃基片的温度设置为室温，向镀膜室中通入气体使得气体为定量模式，以氩气为工作气体，同时控制镀膜室中气体的工作总压强保持在1
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pa，使基片处于辉光放电的范围之中，开始计时镀膜，在稳定辉光放电的气氛中进行镀膜45～95s；直流磁控溅射完毕后，将基片由镀膜室传送回样品室，关闭样品室真空，调节样品室的压强，取出镀制好薄膜的基片；(3)制备c膜层将(2)中的镀膜室靶材更换为镍铬合金靶，重复步骤(1)a中的操作；把溅射功率调节成50w，将玻璃基片的转盘的转动速度调节为5rpm，将玻璃基片的温度设置为室温，向镀膜室中通入气体使得气体为定量模式，以氩气为工作气体，同时控制镀膜室中气体的工作总压强保持在1
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pa，使基片处于辉光放电的范围之中，开始计时镀膜，在稳定辉光放电的气氛中进行镀膜3～5s；直流磁控溅射完毕后，将基片由镀膜室传送回样品室，关闭样品室真空，调节样品室的压强，取出镀制好薄膜的基片；(4)制备d膜层将(3)中的镀膜室靶材更换为二氧化钛靶，重复步骤(1)a中的操作；把溅射功率调节成50w，将玻璃基片的转盘的转动速度调节为5rpm，将玻璃基片的温度设置为室温，向镀膜室中通入气体使得气体流量计氧气和氩气的流量比为1:1～4，同时控制镀膜室中气体的工作总压强保持在1
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pa，使基片处于辉光放电的范围之中，开始计时镀膜，在稳定辉光放电的气氛中进行镀膜1h；直流磁控溅射完毕后，将基片由镀膜室传送回样品室，关闭样品室真空，调节样品室的压强，取出镀制好薄膜的基片。7.权利要求1～4中任一项所述的复合薄膜材料在作为/制备具有减少红外光吸收功效的材料中的应用。8.权利要求1～4中任一项所述的复合薄膜材料在作为/制备具有自清洁功效的材料中的应用。9.权利要求1～4中任一项所述的复合薄膜材料在作为/制备具有光催化降解印染废水功效的材料中的应用。10.权利要求1～4中任一项所述的复合薄膜材料在作为/制备具有光催化降解微塑料功效的材料中的应用。

技术总结
本发明公开了一种复合薄膜材料，由多层膜层复合而成，其基本结构为[A/B/C/D]，其中，所述A膜层的材料选自WO3、ZnO或Ta2O5；所述B膜层的材料选自ⅥB族的金属元素、ⅠB族的金属元素；所述C膜层的材料选自NiCr合金、Si3N4、AlN、SiC；所述D膜层的材料选自二氧化钛、氧化锌、二氧化锆或氧化锡。所述复合薄膜材料的总厚度为300～325nm。所述多层复合可通过直流磁控溅射镀膜实现。本发明的复合薄膜材料具有光热、自清洁、光催化等多重功效，既有较低的红外投射率和较好的光致亲水性，也拥有优秀的光催化性能，可作为或用于制备具有减少红外光吸收功效的材料、具有自清洁功效的材料、具有光催化降解印染废水功效的材料、具有光催化降解微塑料功效的材料。功效的材料。功效的材料。


技术研发人员：任会学 成文清 武道吉 张新玉 成小翔 傅凯放
受保护的技术使用者：山东建筑大学
技术研发日：2022.03.02
技术公布日：2022/5/30