专利名称：一种微波炉壳体材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于电磁波屏蔽的观察窗，特别是一种由金属丝网和类半导体量子阱对称结构的光学复合薄膜构成的微波炉壳体材料。
背景技术：
现有的技术中微波炉壳体采用金属板，由于金属板不透明，所以微波炉正面的金属板采用了网眼结构，以便使用者观察里面的食物。微波炉的工作频率一般放在水的共振频率上，即2450兆赫兹附近，此外还可以有利用红外波源加热作为辅助功能的光频微波炉。
发明内容
本发明要解决的技术问题是由于已有技术中的网眼结构的孔径大小，使用者并不能清楚地观察到里面的食物状况，但如果将网眼结构的孔径扩大，则会降低壳体对微波的防护能力。本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是提供一种微波炉用壳体材料，包括金属丝网，所述的金属丝网为单重或多重，所述的金属丝网和金属介电复合薄膜连接，所述的金属介电复合薄膜包括单层或者多层的类半导体量子阱对称结构。金属丝网本身对微波有很好的衰减作用，这使得只有相对较小功率的微波泄露辐照到金属介电多层膜上，不至于破坏多层膜，同时达到双重的保护效果。
所述的单重或多重的金属丝网的特征在于每重金属丝网由单组拉直或多组拉直的金属细丝构成，每组金属细丝中的任意两根金属细丝都在同一平面内且彼此平行，不同组的任意两根金属细丝彼此不平行。任一组金属丝中相邻的两根金属细丝之间的垂直距离不大于所要求的微波炉工作波长的1/5倍。所述的金属细丝的直径在0.00002毫米到5毫米之间，材料采用导电性能良好的金属或者合金，如金、银、铜、铝、不锈钢等。每根金属细丝两端都达到或者超过相应窗口所在的位置而完全覆盖窗口，进一步的，所述的金属丝网通过已有技术中的编织或者刻蚀的方法得到。进一步的，如果微波炉存在红外光频加热的辅助工作模式时，本发明所述的材料可以屏蔽99％以上的0.7微米到20微米波长的光。
所述的金属介电复合薄膜的结构类似于半导体量子阱结构，由对称放置的两个诱导层和中间的功能层构成，所述的对称放置在功能层两边的诱导层分别为透明的双层介质薄膜衬底，其结构和各层薄膜的排列分别如A1B1和B2A2，其中A1、A2和B1、B2分别代表具有不同折射率的两种透明材料，如硫化锌和氟化镁。每个诱导层的实际厚度在2.0纳米到10000.0纳米之间，两个诱导层的光学厚度可以相同或者不同，两个诱导层中的薄膜的厚度比例可以相同或者不同，所述的功能层的厚度在3.0纳米到10000.0纳米之间，可以由一种、两种或两种以上的介质膜以及金属膜构成；所述的功能层包含至少一层金属介质膜，或者由多层的金属膜、介电或半导体介质膜构成，每层金属膜两边为介电介质膜或者半导体膜，各层金属的厚度可以相同也可以不同。各层由相同材料构成的介电介质薄膜或者半导体薄膜的厚度可以相同也可以不同。厚度在3.0纳米到10000.0纳米之间的功能层复合在对称放置的诱导层之间，结构如A1B1CB2A2，前面的A1B1对应一个诱导层，后面的B2A2对应另一个诱导层，中间的C对应单层的金属层或多层的金属层中复合介电介质薄膜或者半导体介质薄膜所构成的功能层，其中一边的诱导层中不与功能层复合的薄膜A1或A2和透明的衬底材料复合，或者两边的诱导层中不与功能层复合的薄膜A1和A2都分别和透明的衬底材料复合，复合的方法可以用电子束蒸发或者溅射的方法实现，诱导层与功能层之间、各部分中相邻的各层薄膜之间的复合也可以用电子束蒸发或者溅射的方法实现。这种结构可以让一部分或绝大部分可见光透射的同时屏蔽绝大部分红外辐射、紫外辐射和波长更长的其它电磁波辐射，或者在要求的可见波段高透射的同时屏蔽绝大部分红外辐射、紫外和波长更长的其它电磁波辐射。对于功能层中有多层金属膜的情况，如果要保证在较宽的可见光范围内，透射率的起伏较小，高透射区域较宽的特点，在保持金属膜总厚度不变、金属层数不变的条件下，靠近功能层中间的金属膜厚度可以厚一些，同时越靠近两边诱导层的金属膜的厚度越薄，此时包括功能层和两侧的诱导层的整体结构都接近或者达到中心对称。在保持两边诱导层各自的总光学厚度的同时，适当调节各诱导层中两种不同的透明介质的厚度，通过调节可以得到高透射区域内高低透射率的差值不大于平均透射率的3％或者10％以内。本发明所述的两个诱导层也可以分别包含多于一个周期的双层透明薄膜结构，例如ABAB...AB，相应的在功能层另一侧为BABA...BA，或者在功能层中同时掺杂诱导层形成多重量子阱结构，本发优选两侧的诱导层有相同的周期数和相同的光学总厚度的情况，此时由于多次共振反射效应而更容易得到很宽的可见光区域高透射区域。
本发明中的其它优先选择为至少有两组金属丝互相垂直；复合多层膜中至少有一层金属薄膜与至少一组金属细丝中的至少一根金属细丝导通；复合多层膜中至少有一层金属薄膜与微波炉腔体导通或者接地；至少一组金属细丝中的至少一根金属细丝与微波炉腔体导通或接地。
本发明中金属丝网溶固在一端复合有金属介电多层膜的聚酯、玻璃等透明材料中，或者用透明的粘接剂粘接在复合有金属介电多层膜的透明衬底上。本发明的一个优选结构为金属介电复合薄膜和与之最近的一组金属丝之间的光程差(正入射)接近微波炉工作波长的1/4倍，与1/4波长的差由实际材料的参数来决定，使得在最靠近金属丝网的那一层金属膜的表面的电磁场的电场强度的幅度最接近为零。
本发明对照已有的技术，在保证可见光区域较好透过特性的同时，屏蔽要求的工作波段的微波和更长波长的微波，如用与有光频选择的微波炉则同时能够屏蔽相应的光频电磁波。
图1是本发明的一种微波炉壳体材料的结构示意图。
图2是本发明的一种微波炉壳体材料中的类量子阱结构的金属介电多层膜中功能层部分的结构示意图。
图3是本发明的一种微波炉壳体材料中金属丝网在观察窗平面内的垂直投影示意图。
具体实施例方式如图1所示，本发明一种微波炉壳体材料，包括金属丝网，所述的金属丝网为单重或多重，所述的金属丝网和金属介电复合薄膜连接，所述的金属介电复合薄膜包括单层或者多层的类半导体量子阱对称结构。其中的金属丝网如图1中的4所示，由两组互相垂直的铜丝构成，铜丝的直径为0.045毫米，每组铜丝中任意两根两邻的平行铜丝之间的距离为5毫米。两组铜丝之间不直接导通，都熔固在石英玻璃中。玻璃的一面复合有类半导体量子阱结构的单层或多层金属介电多层薄膜，同时在本设计中存在一个前面所述的1/4波长光程的结构，如图1中的5分所示。在本发明的另一个优选实施例中，将铜丝换为0.04毫米直径的金属银丝，每组银丝中任意两根相邻的平行银丝之间的距离为4毫米。本发明中的多层膜结构由诱导层1、3和功能层2构成，所述的诱导层1、3分别由两层透明介质薄膜A1、B1和B2、A2构成，所述的功能层2采用金属材料，所述的功能层2复合在诱导层1、3之间，所述的功能层2的厚度在3纳米到10000纳米之间，所述的功能层为单层金属膜。如图2所示，所述的功能层2也可以由多层的金属膜和介电介质膜构成。将所述的功能层复合到所述的诱导层可以采用已有技术中的电子束蒸发或者溅射的方法。在本发明的一个优选实施例中，诱导层1、3中的薄膜A1、A2都采用硫化锌，两者厚度相同，在2纳米到150纳米之间。薄膜B1、B2都采用氟化镁，两者厚度相同，在2纳米到250纳米之间。诱导层1，3对称放置。两诱导层的光学总厚度相同。功能层2采用厚度在5纳米到60纳米的单层金属银膜。在本发明的另一个优选实施例中，诱导层1、3中的薄膜A1、A2采用硫化锌，两者厚度相同，在2纳米到150纳米之间。薄膜B1、B2采用氟化镁，两者厚度相同，在2纳米到250纳米之间。诱导层1，3对称放置。两诱导层的光学总厚度相同。功能层2采用3层厚度为5纳米到60纳米的金属银膜和2层厚度为100纳米到200纳米的氟化镁薄膜。其排列方式为每两层金属薄膜中间夹一层介质薄膜。
权利要求
1.一种微波炉壳体材料，包括金属丝网，其特征在于所述的金属丝网为单重或多重，所述的金属丝网和金属介电复合薄膜连接，所述的金属介电复合薄膜包括单层或者多层的类半导体量子阱对称结构。
2.如权利要求1所述的一种微波炉壳体材料，其特征在于每重金属丝网由一组或多组拉直的金属细丝构成。
3.如权利要求2所述的一种微波炉壳体材料，其特征在于每组金属细丝中任意两根金属细丝都处于同一平面内且彼此平行。
4.如权利要求2所述的一种微波炉壳体材料，其特征在于不同组的金属细丝彼此不平行。
5.如权利要求2、3所述的一种微波炉壳体材料，其特征在于每组金属丝都至少有另一组金属丝不和它平行。
6.如权利要求2、3所述的一种微波炉壳体材料，其特征在于所述的任一组金属丝中，相邻且平行的两根金属细丝之间的垂直距离不大于所要求的截止微波波长的1/2倍。
7.如权利要求2、3所述的一种微波炉壳体材料，其特征在于每组金属丝都至少有另一组金属丝和它垂直。
8.如权利要求2、3所述的一种微波炉壳体材料，其特征在于每组金属丝中相邻且平行的两根金属细丝之间的垂直距离不大于所要求的截止微波波长的1/4倍。
9.如权利要求2、3所述的一种微波炉壳体材料，其特征在于每组金属丝中相邻且平行的两根金属细丝之间的垂直距离不大于所要求的截止微波波长的1/6倍。
10.如权利要求2、3所述的一种微波炉壳体材料，其特征在于每组金属丝中相邻且平行的两根金属细丝之间的垂直距离不大于所要求的截止微波波长的1/10倍。
11.如权利要求2所述的一种微波炉壳体材料，其特征在于构成金属丝网的材料为金、银、铜、铝、不锈钢等良导体。
12.如权利要求2所述的一种微波炉壳体材料，其特征在于所述的金属细丝的直径在0.00002毫米到5毫米之间。
13.如权利要求2所述的一种微波炉壳体材料，其特征在于固定金属丝的材料是完全透明的。
14.如权利要求2、3、13所述的一种微波炉壳体材料，其特征在于金属丝网所属的透明材料部分直接于和类量子阱结构的金属介电复合薄膜相粘结。
15.如权利要求2、3、13所述的一种微波炉壳体材料，其特征在于金属丝网或者用以浇铸连接丝网的透明材料部分复合在透明的衬底材料中的一端，类量子阱结构的金属介电复合薄膜复合在衬底的另一端。
16.如权利要求2、3、15中任一所述的一种微波炉壳体材料，其特征在于金属介电复合薄膜和与之最近的一组金属丝之间的光程差接近微波炉工作波长的1/4倍。
17.如权利要求2、3、13所述的一种微波炉壳体材料，其特征在于金属丝网浇铸的透明材料部分和类量子阱结构的金属介电复合薄膜复合在一起，其高透过区域有大于或等于50％的透射率，屏蔽要求微波波段以及无线电波段的电磁波，泄露不大于入射电磁波能量的十万分之一。
18.如权利要求17所述的一种微波炉壳体材料，其特征在于所述的高透过区域包括近红外以及中红外区域。
19.如权利要求17所述的一种微波炉壳体材料，其特征在于所在1M到1G赫兹的范围对微波的屏蔽衰减在60DB以上，可见光区中高透射区域透明程度在60-90％之间。
20.如权利要求1所述的一种微波炉壳体材料，其特征在于所述的金属介电多层膜由对称放置在两侧的诱导层和中间的功能层构成，其特征在于所述的对称放置在两侧的诱导层各由两层不同的透明介质薄膜构成，两侧的诱导层光学厚度相同，所述的功能层复合在对称放置的诱导层之间，结构如A1B1CB2A2，前面的A1B1对应所述的由两层不同的透明介质薄膜构成的一个诱导层，后面的B2A2对应所述的由两层不同的透明介质薄膜构成的另一诱导层，中间的C代表功能层，所述的功能层中同时掺杂诱导层形成多重的量子阱结构。
21.如权利要求1、2、3所述的一种微波炉壳体材料，其特征在于复合多层膜中至少有一层金属薄膜与至少一组金属细丝中的至少一根金属细丝导通。
23.如权利要求1，2，3所述的一种微波炉壳体材料，其特征在于复合多层膜中至少有一层金属薄膜与微波炉腔体导通。
24.如权利要求1，2，3所述的一种微波炉壳体材料，其特征在于复合多层膜中至少有一层金属薄膜接地。
25.如权利要求1、2、3所述的一种微波炉壳体材料，其特征在于至少一组金属细丝中的至少一根金属细丝与微波炉腔体导通
26.如权利要求1、2、3所述的一种微波炉壳体材料，其特征在于至少一组金属细丝中的至少一根金属细丝接地。
27.如权利要求1，2，3所述的一种微波炉壳体材料，其特征在于用于复合金属丝网、金属介电多层膜的材料为石英玻璃、有机玻璃、聚酯或透明粘接剂。
28.如权利要求1所述的一种微波炉壳体材料，其特征在于所述的金属丝网通过编织或者刻蚀的方法得到。
29.如权利要求1所述的一种微波炉壳体材料，其特征在于所述的材料屏蔽99％以上的0.7微米到20微米波长的光。
全文摘要
本发明公开了一种微波炉壳体材料，用以在保证壳体对微波的防护能力的同时，让可见光穿过该壳体材料，便于观察微波炉里面的食物状况。其技术方案要点为由单重或多重的金属丝网和类半导体量子阱对称结构的单层或者多层的金属介电复合薄膜构成。本发明对照已有的技术，在保证可见光区域较好透过特性的同时，屏蔽要求的工作波段的微波和更长波长的微波，如用与有光频选择的微波炉则同时能够屏蔽相应的光频电磁波。
文档编号B32B3/24GK1521454SQ0311
公开日2004年8月18日 申请日期2003年1月31日 优先权日2003年1月31日
发明者李宏强, 陈鸿 申请人:同济大学