一种随机金属网栅及其制备方法与流程

本发明涉及磁屏蔽材料，尤其涉及一种随机金属网栅及其制备方法。

背景技术：

1、随着复杂电磁作战环境下武器装备的智能化发展，红外光电设备已成为智能感知核心系统之一。红外窗口位于红外光电系统的最前端，是红外光电成像系统结构/功能一体化的关键部件，因其特殊位置和所必须实现的观通功能成为装备电磁屏蔽的重点。在光学窗口上制备的金属网栅可兼顾红外波段高透过特性，同时可有效屏蔽红外波段以外其他背景电磁波干扰而达到隐身效果，也是实现武器装备电磁隐身的一种最有效途径。

2、目前，制备金属网栅广泛采用的方法主要通过激光直写、真空镀膜技术或光刻显影、真空镀膜技术来实现，虽然上述方法已经量产化应用，但是光刻显影只适用于平面金属网栅的制作，且对设备依赖很强；基于激光直写技术制作的曲面电磁屏蔽金属网栅薄膜通常都是周期性的方格图案，例如，现有通过调节角速度的控制算法以及周期纬线纬纬相交形成网栅的图形结构，实现了在凹球面上以恒定曝光量激光直写网栅，但是该方法需要依赖较精确的控制算法，设备昂贵，不适合工程化应用。并且，在实际使用过程中，具有周期性经纬线的金属网栅无法避免高级次衍射造成的杂散光影响，从而影响红外探测系统的成像灵敏度和精度。因此，亟需提供一种曲面随机金属网栅以解决现有问题。目前，也有研究人员采用裂纹模板法制备曲面随机金属网栅结构，但是该方法中模板的去除主要采用机械打磨的方式，进而会在一定程度上破坏金属网栅，影响其性能，并且该方法还会用到氯仿等有毒物品，从而造成污染。因此，亟需提供一种性能优异的随机金属网栅，以解决现有金属网栅光学窗口电磁屏蔽性能差、透过率低且成像质量低的问题。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供一种随机金属网栅及其制备方法，通过本方法制备的金属网栅，同时通过随机图案的设计，能明显减小高级次杂散光对成像质量影响，具有较高的电磁屏蔽效率和透过率，本发明提供的制备方法操作简单，可实现大规模工业生产。

2、为达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

3、一种随机金属网栅的制备方法，包括以下步骤：

4、s1，将稀释剂和光刻胶混合均匀，得光刻胶溶液；

5、s2，于60℃-90℃下将所述光刻胶溶液超声喷涂于基底上，得超声喷涂基底；

6、s3，在所述超声喷涂基底上镀制金属膜，清洗，得随机金属网栅；

7、所述稀释剂为丙酮和n-甲基吡咯烷酮的混合物；

8、所述光刻胶溶液和基底的喷涂距离为50mm-70mm。

9、相对于现有技术，本发明提供的随机金属网栅，通过超声喷涂的方法能够将光刻胶溶液分解成微米级别且大小均匀的雾滴，将其喷涂于基底上，能够形成具有随机图案的涂层，进而有利于随机金属网栅的制备；发明人通过大量的实验发现，当进一步限定超声喷涂的温度、超声喷涂时光刻胶溶液和基底的喷涂距离以及稀释剂的具体成分时，特定的温度和特定的距离共同控制丙酮和n-甲基吡咯烷酮的挥发速率，通过限定特定的挥发速率，能保证光刻胶喷涂在基底上时还掺杂有少量稀释剂，保证其具有一定连续性，从而形成具有随机图案的涂层，进而有利于随机金属网栅的制备；发明人通过实验进一步发现，改变超声喷涂的温度、超声喷涂时光刻胶溶液和基底的喷涂距离以及稀释剂的具体成分在本发明提供的参数范围外时，会改变稀释剂的挥发速率，当挥发速率过快时，使超声喷涂在基底上的光刻胶掺杂稀释剂较少，流动性变差，从而在基底上形成颗粒状图案，当挥发速率过慢，使超声喷涂在基底上的光刻胶掺杂稀释剂较多，流动性强，在基底上形成完整的薄膜，上述情况均会影响金属网栅的综合性能；进一步，本发明选择通过在超声喷涂的基底上镀制金属膜，使制备的金属网栅具有随机性，能够明显减小高级次杂散光对成像质量影响，获得较高的电磁屏蔽效率和透过率。

10、优选的，s1中，所述稀释剂中丙酮和n-甲基吡咯烷酮的质量比为(7-9):(0.6-0.8)。

11、通过限定优选的稀释剂的比例，有利于进一步提高随机金属网栅的性能。

12、优选的，s1中，所述光刻胶和稀释剂的质量比为1:(7.6-9.8)。

13、优选的，s1中，所述光刻胶为光刻胶az6130。

14、优选的，在步骤s2前，还包括基底的预处理，预处理方式为使用丙酮和无水乙醇对基底进行擦拭。

15、作为优选的实施例，所述丙酮和无水乙醇的质量比为4:6。

16、优选的，s2中，所述超声喷涂时的腔室湿度为45％-55％。

17、优选的，s2中，所述超声喷涂的流量为3ml/min-8ml/min。

18、优选的，s2中，所述超声喷涂的次数为2-5次。

19、优选的超声喷涂流量和次数，能够使制备在基底上随机图案之间的间距达到15μm-25μm，进而提高随机金属网栅的电磁屏蔽效率和透光性。

20、优选的，s2中，当光刻胶溶液在超声喷涂时喷满基底时完成一次超声喷涂。

21、优选的，s2中，所述超声喷涂完成后，还需要对样件进行烘烤。

22、进一步优选的，所述烘烤时载气流量为0.1mpa-0.5mpa，温度为90℃-150℃，时间为1min-5min。

23、优选的，s3中，所述金属膜由下至上依次包括铬膜和金膜。

24、进一步优选的，所述金膜的厚度为400nm-500nm。

25、进一步优选的，所述铬膜的厚度为40nm-60nm。

26、优选的，s3中，所述金属膜采用真空蒸发镀膜方法制备。

27、所述真空蒸发镀膜的工艺参数为真空室的真空度为6.0×10-4pa-5.0×10-3pa、温度为150℃-250℃，工转15r/min-25r/min，抽真空保温时间20min-40min，镀制结束冷却时间20min-30min。

28、优选的，s3中，所述随机金属网栅的线宽为15μm-25μm。

29、优选的，s3中，清洗为使用丙酮对镀制后的基底进行超声清洗。

30、本发明提供的随机金属网栅的制备方法操作简单，可实现大规模工业生产，可根据实际需要在基底上大批量灵活制作随机金属网栅，能够减小高级次杂散光对成像质量影响，最终获得较高的电磁屏蔽效率和高透过率。

31、本发明还提供一种随机金属网栅，由上述随机金属网栅的制备方法制备得到。

技术特征：

1.一种随机金属网栅的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的随机金属网栅的制备方法，其特征在于，s1中，所述稀释剂中丙酮和n-甲基吡咯烷酮的质量比为(7-9):(0.6-0.8)。

3.如权利要求1所述的随机金属网栅的制备方法，其特征在于，s1中，所述光刻胶和稀释剂的质量比为1:(7.6-9.8)。

4.如权利要求1所述的随机金属网栅的制备方法，其特征在于，s2中，所述超声喷涂时的腔室湿度为45％-55％。

5.如权利要求1所述的随机金属网栅的制备方法，其特征在于，s2中，所述超声喷涂的流量为3ml/min-8ml/min。

6.如权利要求1所述的随机金属网栅的制备方法，其特征在于，s2中，所述超声喷涂的次数为2-5次。

7.如权利要求1所述的随机金属网栅的制备方法，其特征在于，s3中，所述金属膜由下至上依次包括铬膜和金膜。

8.如权利要求7所述的随机金属网栅的制备方法，其特征在于，所述金膜的厚度为400nm-500nm；和/或

9.如权利要求1所述的随机金属网栅的制备方法，其特征在于，s3中，所述随机金属网栅的线宽为15μm-25μm。

10.一种随机金属网栅，其特征在于，由权利要求1-9任一项所述的随机金属网栅的制备方法制备得到。

技术总结
本发明涉及磁屏蔽材料技术领域，具体公开一种随机金属网栅及其制备方法。所述方法包括：将稀释剂和光刻胶混合均匀，得光刻胶溶液；于60℃‑90℃下将所述光刻胶溶液超声喷涂于基底上，得超声喷涂基底；在所述超声喷涂基底上镀制金属膜，清洗，得随机金属网栅；其中，稀释剂为丙酮和N‑甲基吡咯烷酮的混合物；光刻胶溶液和基底的喷涂距离为50mm‑70mm。通过本方法制备的金属网栅，通过随机图案的设计，能明显减小高级次杂散光对成像质量影响，兼具有较高的电磁屏蔽效率和透过率的特点，本发明提供的制备方法操作简单，可实现大规模工业生产。

技术研发人员：张振雲,张宏玲,黄文文,麻皓月,尚鹏,刘晓华
受保护的技术使用者：有研国晶辉新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/4/6