射频反应磁控溅射制备低辐射薄膜

采用射频反应磁控溅射法制备了低辐射薄膜.对低辐射膜的薄膜结构的设计和测试结果表明：较合适的膜层结构是空气/二氧化钛/钛/银/二氧化钛/玻璃基片的多层结构.用扫描电镜分析了保护层钛层的作用,研究表明：银膜很容易氧化失效,失去反射红外紫外光作用,在表面镀覆钛保护层可以很好地保护银,避免银氧化,从而提高使用寿命.用分光光度计测试样品的透射率,当保护层钛层厚度为1 nm时,相应的膜系在可见光区（380 nm～780 nm）,最高透射率可达82.4%,平均透射率是75%;在近红外区（780 nm～2500 nm）的平均透射率为16.2%,可以满足建筑物幕墙玻璃等低辐射膜的要求.     

ZnO/E-51复合涂料上超疏水表面的制备

采用ZnO和环氧树脂机械搅拌制备ZnO/E-51复合涂料,通过真空袋压、室温固化成型,再通过化学刻蚀与表面修饰,在ZnO/E-51复合涂料上制备出超疏水表面。采用扫描电镜和动/静态接触角分析仪,表征表面的形貌和疏水性。结果表明化学刻蚀在复合涂料表面构建了具有微-纳米尺度二元粗糙结构;采用1%(质量分数)的硬脂酸修饰,可改变复合涂料表面微-纳米尺度二元粗糙结构,影响表面的疏水性能,当修饰时间为30min时,其表面与水的平均接触角最高达152.21°。     

UV光固化型功能溶胶改性棉织物性能研究

以正硅酸四乙酯(TEOS)为前驱体,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为乳化剂,盐酸为催化剂,制备SiO2水溶胶,加入一定量的双键偶联剂γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(MPS)、十二烷基三乙氧基硅烷(DTES)和光引发剂1173制得UV光固化型功能溶胶。棉织物经功能溶胶浸轧处理和UV光固化后形成超疏水表面,其表面接触角可达150°。当硅烷偶联剂为8%(质量分数)DTES,光固化时间为40s,改性织物表面接触角达到150.63°,织物为超疏水状态。织物经过10次皂洗处理后仍具有一定的疏水效果,织物的拉伸断裂强力提高,而柔软性、透气性、透水性减弱。     

直流磁控溅射工艺参数对掺钨氧化铟透明导电薄膜性能影响的研究

采用直流磁控溅射法制备了掺钨氧化铟(IWO)透明导电薄膜。研究了薄膜结构、表面形貌、光学和电学性能与各种制备参数之间的依赖关系。X射线衍射(XRD)谱分析结果表明随着基底温度的升高,薄膜的结晶性得到改善。原子力显微镜(AFM)测试结果表明薄膜颗粒均匀,表面平整。研究发现薄膜的电学性能对制备参数非常敏感。在基板温度为380℃的条件下所制备的样品在可见光区域(400~700 nm)的平均透射率(未扣除基底)均大于80%。获得的IWO薄膜最低电阻率为2.8×10-4 ohm.cm,对应载流子迁移率49 cm2V-1s-1,载流子浓度4.4×1020 cm-3,平均透射率83%。     

玻璃纤维增强环氧复合材料上超疏水表面层的制备

先采用真空袋压法制备含CaCO3/环氧树脂表面功能层的玻璃纤维增强环氧树脂复合材料,再通过化学刻蚀与表面修饰,在玻璃纤维增强环氧树脂复合材料上制备出超疏水表面。采用扫描电镜和动/静态接触角分析仪,表征表面的形貌和疏水性,结果表明,在复合材料表面构建了具有微-纳米尺度二元粗糙结构;采用1%(质量分数)的硬脂酸修饰后,其表面与水的接触角最高达160.03°;制备的超疏水表面结构在室温环境下具有长期的稳定性。     

丁香精油等改性PE膜及其对抑菌保鲜性能的影响

目的研究经丁香精油等抗菌、抗氧化剂改性的聚乙烯(PE)薄膜的物理性能和保鲜性能。方法利用丁香精油、乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)和维生素E改性PE树脂,并对成形后的改性PE膜进行相应性能的测试和分析。结果丁香精油具有较好的抑菌效果,最佳质量分数为5%;以维生素E复合EDTA-2Na为抗氧化剂,维生素E质量分数为2%,EDTA-2Na质量分数为1%时,取得了良好的抗氧化结果。精油和抗氧化剂的添加提高了PE膜的刚性与阻隔性。结论经丁香精油、维生素E和EDTA-2Na改性的PE薄膜具备一定的抑菌性、抗氧化性,且其水蒸气和氧气的阻隔性能也得到了改善。经丁香精油、维生素E、EDTA-2Na(质量分数分别为5%,2%,1%)改性的PE薄膜能有效延长草莓的货架期。     

高可见光透过、高紫外截止镀膜玻璃的制备

为了提高镀膜玻璃的可见光透过率, 本研究通过反胶束溶液刻蚀法制备出一种新型玻璃基板, 即表面多孔玻璃。玻璃表面形成了蜂窝状的多孔膜层, 减小了对可见光的反射率, 从而使可见光平均透过率提高了7%。通过一系列射频磁控溅射实验, 探索了可见光平均透过率高, 紫外阻隔率最高的最佳工艺条件。在此条件下, 分别在制备的表面多孔玻璃和普通玻璃上镀CeO₂/TiO₂防紫外线膜, 并采用紫外-可见分光光度计、SEM、XRD、XPS等测试手段对样品进行了分析表征。结果表明, 在相同的镀膜条件下, 当镀膜后表面多孔玻璃与镀膜普通玻璃的紫外光阻隔率均为99%时, 表面多孔玻璃镀膜后的可见光平均透过率为85%, 而普通玻璃镀膜后的可见光平均透过率仅为79%。此外, 玻璃表面上的孔结构还提高了薄膜与基板的接触面积, 使膜基结合力提高2倍左右。     

聚合物表面纳米蛾眼结构的紫外压印制备工艺及抗反射性能

利用滚对平板(RTP)紫外纳米压印工艺在聚合物薄膜表面成功制备出大面积蛾眼纳米结构。通过原子力显微镜观测,可以看出蛾眼纳米结构在聚合物表面排布比较规整,呈乳状凸起阵列排布。蛾眼结构波峰高度复制率可以达到95.2%,表面微结构填充完整,复制效果良好。与单层镀膜(AR-coating)抗反射材料相比,抗反射蛾眼结构反射率测试结果在可见光波段(380~760nm)反射率平均降到3%。视角在110°左右可见光平均反射率为7%。     

可见光控亲/疏水可逆转换纳米N-TiO2-CTMS薄膜的制备及研究

以普通玻璃片为基材,钛酸丁酯为前驱体,通过氮掺杂可见光改性和三甲基氯硅烷疏水化修饰的方法,制备出一种新颖的表面浸润性受可见光控可逆转换的纳米TiO2薄膜材料(N-TiO2-CTMS)。采用UV-Vis、FE-SEM、接触角测试等方法对样品进行了表征和分析。研究结果显示掺氮量存在最佳值,20%的样品(20%N-TiO2)在可见光下降解甲基橙活性最高。对20%N-TiO2膜进行疏水化修饰后,接触角达到95°,可见光照射5h产生相对亲水表面(45°),置于黑暗处5h恢复相对疏水(90°),如此转换可于同一样品多次重复,说明样品具有一定的可见光控亲/疏水可逆转换功能。并对上述现象进行了初步的机理探讨。     

溶液浓度和非溶剂比例对PVC膜形貌和疏水性能的影响

目的 研究溶液质量分数和非溶剂体积分数对PVC薄膜表面形貌和疏水性能的影响,以获得具有超疏水表面的PVC薄膜。方法 以四氢呋喃为良溶剂、乙醇为非溶剂,利用非溶剂诱导相分离的原理,采用旋涂法在玻璃基底上制备超疏水的聚氯乙烯（PVC）涂膜;通过对PVC样品的疏水性、表面形貌、结晶性能和热性能进行分析,探究溶液质量分数以及非溶剂的体积分数对PVC样品性能的影响。结果扫描电镜和接触角测试表明,添加一定体积分数的乙醇使得所制备的PVC样品形成了多孔膜层以及纳米级聚合物球粒,从而提高了PVC样品的疏水性。XRD测试结果表明,添加乙醇并不会改变PVC样品的无定形结构。结论 PVC溶液质量分数对所制备PVC样品的疏水性能和表面结构没有明显影响,乙醇体积分数为30%～40%时,可形成表面水接触角大于150°的超疏水表面。     

用于混凝土表面放射性沾染清除的剥离型膜材料研究

制备了一种适用于混凝土表面放射性沾染清除的剥离型膜材料,单次去污率高达91.98%以上。采用常见成膜乳液中的水性纯丙乳液、水性醋丙乳液和水性橡胶乳液进行基础配方实验,得出三种乳液的最佳复配质量比为5∶3∶2,此时复配乳液对放射性铀尘的去污率为81.68%。在此配方的基础上,研究了表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和络合剂EDTA-2Na的掺杂量对材料去污性能的影响规律。结果表明:表面活性剂SDBS能通过降低表面张力、增溶等作用提高材料的去污率,当SDBS的质量分数控制在5%时去污率最高达到87.25%,相比于基础配方单次去污率的增幅为6.8%;适量的EDTA-2Na能通过与核素形成金属螯合物来增加去污率,EDTA-2Na的质量分数控制在0.5%~1.0%时材料的去污率最优,达到91.98%~92.23%。     

气流场强度对直流磁控溅射ZAO薄膜性能的影响

用含2%Al的Zn/Al合金靶材,在不同气流场强度下使用直流反应磁控溅射法在玻璃衬底上制备了ZAO(ZnO:Al)透明导电薄膜样品.定义气流场强度等于总气流量除以总气压.结果表明:气流场强度的大小对ZAO薄膜的表面形貌和电导率有较大影响,对可见光的透射率影响不大.在Ar气压强为0.3Pa,流量为22sccm,O2气压强为0.08Pa,流量为10sccm,气流场强度约为84sccm/Pa时制备ZAO薄膜的最低电阻率为4.2×10-4Ω·cm,可见光透射率为90%.     

多层增透膜对铒硼硅酸盐玻璃光学性质的影响

玻璃表面由于反射作用会使光能损失.为了减少玻璃表面的反射损失,可以通过在表面镀增透膜来解决.研究了多层增透膜对铒硼硅酸盐玻璃可见光透过率的影响.在理论上比较了不同膜系结构(层数不同)的增透膜对铒硼硅酸盐玻璃的增透效果.采用了六层膜的设计,并对镀膜前后玻璃的反射率和透过率进行了测试,玻璃在可见光区的430nm波段到800m波段的平均反射率从原来的7.5%左右下降到了1%左右,其吸收光谱曲线的最高透过率从未镀膜前的80%左右提高到了97%左右.同时,镀膜后的铒硼硅酸盐玻璃在0.53μm处的透过率仍然保持在0.01%(光密度D0.53=4),而可见光透过率达到了65%,比镀膜前提高了10%左右,玻璃的可视性得到了明显的改善.     

一种新型腐蚀剂——醋酸钠溶液对单晶硅太阳电池表面织构化的作用

对晶向为(100)的p型单晶硅片进行表面刻蚀,制作减反射绒面。选用了一种新型的腐蚀剂,即醋酸钠(CH3COONa)溶液,用来腐蚀单晶硅太阳电池。通过分别改变醋酸钠溶液的浓度、温度以及腐蚀时间对硅片表面进行腐蚀发现,经醋酸钠溶液腐蚀后在硅片表面形成腐蚀坑大小适中、分布均匀的绒面结构。在醋酸钠溶液的质量分数为20%、温度为95℃、时间为40min的条件下腐蚀单晶硅片,在波长为700～1000nm之间获得较低的平均表面反射率,且最佳平均反射率为12.14%。从实验结果和成本因素考虑,这种腐蚀剂的成本很低,不易污染环境且重复性好,有利于大规模工业化制绒。     

减反射可见光与反射近红外线双功能镀膜玻璃

采用溶胶-凝胶工艺,用提拉法在光伏玻璃上制备了玻璃/TiO2-SiO2/SnO2∶F/SiO2减反射可见光与反射近红外双功能膜。用拟合方法研究了TiO2掺量对TiO2-SiO2膜层折射率的影响、以及溶胶中水含量对SiO2膜层折射率的影响;研究了快速热处理温度对SnO2∶F膜结构和方块电阻的影响,用紫外-可见光谱(UV-Vis)测试了膜层的透射率,用扫描电镜(SEM)观察了膜层的表面形貌。结果表明,TiO2掺量可以使TiO2-SiO2膜层的折射率在1.49~1.97之间变化,SiO2溶胶中的水含量能够在膜面上形成微孔,降低SiO2膜层的折射率。通过优化工艺,制备出了在可见光范围平均透过率约为96%、1120nm波长近红外起始反射的双功能复合膜。对得到的结果进行了讨论。     

白云母/TiO_(2)复合材料的制备及光催化性能EI北大核心

以钛酸丁酯为钛源、冰醋酸为抑制剂,通过水热法合成白云母/TiO_(2)(M/T)复合光催化材料。采用X射线衍射(XRD),拉曼光谱(Raman),扫描电子显微镜(SEM),能谱仪(EDS),N2吸附-脱附(BET),紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis),荧光光谱(PL)对样品的物相结构、表面形貌、元素分布、孔隙结构及光学特性进行表征,并以甲基橙(MO)溶液为目标污染物,考察水热温度、水热时间、TiO_(2)负载量对M/T复合材料光催化性能的影响。结果表明:100℃水热16 h, TiO_(2)负载量为20%(质量分数)的M/T复合材料光催化性能最好;紫外光照射60 min,对MO的降解率达到99.62%,总有机碳(TOC)去除率为63.58%,重复使用5次,光催化活性没有明显降低,且M/T复合材料光降解MO过程符合一级反应动力学模型,最大反应速率常数kapp为0.049 min^(-1)。     

氟化聚乙烯醇/SiO_2超疏水薄膜的制备及性能

以亲水性高分子聚乙烯醇(PVA)为基体,二氧化硅(SiO_2)纳米颗粒为无机填料,旋涂在玻璃表面后的PVA/SiO_2再经十七氟癸基三甲氧基硅烷(C_(13)H_(13)F_(17)O_3Si,FAS)修饰,制备了具有超疏水性能的PVA/SiO_2-FAS薄膜。考察了PVA与SiO_2复合的比例及FAS修饰对膜疏水性的影响。用傅里叶变换红外光谱、X射线能谱和扫描电子显微镜分别对超疏水表面进行了结构分析和形貌表征,用接触角测量仪观察了水滴在膜表面的润湿性。结果显示,当PVA/SiO_2体积比为1∶5时,氟化PVA/SiO_2膜表面具有较好的超疏水功能,静态接触角可达151.24°,滚动角约为4°。这主要是膜表面含有低表面能氟原子及具有纳米粗糙结构共同作用的结果。     

纳米金属银、铜辅助化学刻蚀制绒金刚线切割多晶硅的研究

以金刚线切割多晶硅为原料,研究不同纳米金属催化剂(银、铜)辅助化学刻蚀对纳米结构引入及多晶硅片表面制绒效果的影响。研究结果表明:不同纳米金属物种诱导刻蚀对硅片表面形貌结构的影响巨大,相比于纳米银辅助刻蚀形成的硅纳米线阵列结构而言,纳米铜辅助刻蚀形成的倒金字塔结构在各方面的性能均比较突出,大面积微尺度的倒金字塔阵列结构可以更完美地融合表面低反射率和钝化不佳之间的矛盾,且硅片表面切割纹去除效果明显。当金属铜辅助化学刻蚀制绒15 min时,倒金字塔结构最规则、均匀,且在300~1 100 nm波段范围内,反射率由原片的41.8%降低至5.8%。同时倒金字塔形貌具有优越的减反效果和去除切割纹能力,使得制绒金刚线切割多晶硅片有望用来制备高效率的太阳能电池。     

可降解超疏水聚乳酸塑料薄膜的制备及性能研究

采用相分离法,以可降解聚合物聚乳酸(PLA)和聚碳酸亚丙酯(PPC)为原料制备超疏水塑料薄膜,研究原料配比、溶剂处理温度、溶剂处理时间等对塑料薄膜疏水性的影响。结果表明:当PLA质量分数为70%,在50℃下二甲基亚砜(DMSO)处理25min后制得的塑料薄膜接触角为155°,呈超疏水性。该薄膜具有良好的降解性能,强制降解条件下,5d降解率达到34.13%。扫描电镜照片显示塑料薄膜多孔并具有蜂窝状结构,具有粗糙的表面形貌。进一步采用低表面能的含氟丙烯酸酯树脂对其进行表面修饰,表面修饰后塑料薄膜接触角提高到164°。     

基于AZO的光谱选择性反射膜制备及其在聚光器中的应用研究

铝掺杂氧化锌(AZO)薄膜在红外波段具有高反射率的特性。设计了SiO₂/AZO/Al₂O₃/Glass/SiO₂光谱选择性反射膜。通过软件仿真和实验研究，探究了SiO₂、AZO、Al₂O₃薄膜的光学常数以及物理厚度对SiO₂/AZO/Al₂O₃/Glass/SiO₂薄膜光谱特性的影响，确定了光谱选择性反射薄膜的制备工艺参数。根据工艺制得了对可见光平均透射率接近90%、红外(2.5～20μm)平均反射率大于85%的光谱选择性反射膜，薄膜的辐射率为0.08～0.12。以表面镀有光谱选择性反射膜的玻璃作为线性菲涅尔式聚光系统中的二次聚光器窗口，设计了新型二次聚光器。光谱选择性反射玻璃有效阻挡了集热管的热辐射，使聚光器辐射热损失降低约66%。