3/
3.2.1 Kỹ thuật nhúng (dip coating)
Kỹ thuật là quá trình nhúng đế vào chất lỏng, sau đĩ rút ra với một tốc độ thích hợp dƣới các điều về nhiệt độ vá áp suất ổn định.
Độ dày của lớp phủ phụ thuộc vào tốc độ tấm đế đƣợc rút ra khỏi chất lỏng, mật độ phân tử chất rắn và độ nhớt chất lỏng. Nếu bề dày lớp phim phụ thuộc vào độ nhớt và tốc độ kéo màng thì bề dày lớp phim đƣợc tính bằng phƣơng trình Landau – Levich
[16]: 2 / 3 1/ 6 1/ 2 . 0, 94. .( . ) LV h g Trong đĩ: h – độ dày lớp phủ – độ nhớt – khối lƣợng riêng chất lỏng g – gia tốc trọng trƣờng LV – sức căng bề mặt của chất lỏng
Hình 3.4 – Các bƣớc đƣợc thực hiện trong kỹ thuật nhúng.
1. Nhúng đế nền vào dung dịch. 2. Đế nền được kéo lên với vận tốc thích hợp để tạo lớp màng theo yêu cầu trên bề mặt đế. 3. Dung mơi bay hơi tạo mang khơ trên đế.
Nếu dung dịch dùng để phủ là các dung dịch dạng sol-gel nhƣ alkoxide hoặc hệ “tiền thủy phân” (pre-hydrolyzed system) thì việc điều chỉnh áp suất là cần thiết. Áp suất ảnh hƣởng đến độ bay hơi của dung dịch, do đĩ sẽ ảnh hƣởng đến trạng thái ổn định của dung dịch khi bay hơi, dẫn tới quá trình tạo trạng thái gel và tạo thành lớp phim trong suốt do hình thành các hạt mang kích thƣớc nm
36
Hình 3.5 – Sự hình thành lớp phim trong quá trình kéo lên
Việc điều chỉnh độ dày lớp phủ là rất quan trọng để cĩ đƣợc lớp màng mỏng mang cĩ các tính chất quang học thích hợp và bề dày này cĩ thể đƣợc xác định bằng phƣơng trình Landau-Levich với độ chính xác cao. Trong thời gian gần đây, các nhà khoa học đã nghiên cứu điều chỉnh độ dày lớp phủ trong quá trình nhúng bằng cách thay đổi gĩc nhúng – là gĩc giữa bề mặt đế mang và bề mặt dung dịch phủ. Độ dày lớp phủ cĩ thể tính đƣợc nhờ gĩc nhúng và độ dày khác nhau giữa các lớp thu đƣợc phía trên và dƣới bề mặt đế mang cũng phụ thuộc vào gĩc nhúng.
Hình 3.6 – Giản đồ biểu hiện độ dày của lớp màng phụ thuộc vào gĩc nhúng.
Phƣơng pháp nhúng cũng cĩ thể đƣợc sử dụng để phủ lên màng phim mỏng các chất mang cĩ mặt cong nhƣ kính mắt…bằng kỹ thuật vừa xoay chất mang trong khi rút chất mang ra khỏi dung dịch.