X射线光电子能谱技术在材料表面分析中的应用

X射线光电子能谱技术是一种表面分析技术,不仅能够定性和定量分析材料表面的元素组成和含量,而且可以分析元素的化学价态、化学键等信息.本文通过阐述XPS的基本原理、应用、特点、常见问题及解决办法等,讨论了X射线光电子能谱技术在材料表面分析中的具体应用,并展望了其在计量领域的发展前景.     

高碳低氧型碳化硅纤维的表面性能研究

采用X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、SEM、拉曼光谱等分析方法对国产低氧高碳型碳化硅纤维表面进行了研究。结果表明,纤维表面光滑、致密,以SiC_xO_y组成为主、SiC次之、SiO_2最少,并有无定形碳存在。该纤维表面物理与化学特性有利于形成结合强度适中的复合材料界面,从而提高复合材料的强度和断裂韧性。     

印制电路板表面沾污表征技术

通过选用扫描电子显微镜结合X射线能量谱分析和XPS能谱分析配合平行成像技术,对印制电路板表面沾污进行分析,测量结果存在较大差异.通过设计氩离子刻蚀清洁样品表面实验对两种方法的测量结果差异性进行分析,结果表明,印制电路板表面沾污主要来源于样品表层污染.因此,两种分析技术中具有表面分析功能的XPS能谱分析配合平行成像技术更...     

银离子注入ABS树脂抗菌性能研究

用MEVVA源将银离子注入ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)树脂表面,研究在注入剂量为1.0×1016ions/cm2、注入能量由5 keV到30 keV材料的抗菌性。通过X射线光电子能谱(XPS)及拉曼(Raman)光谱对样品表面进行了表征,并测试样品的疏水性和抗菌性。结果表明:载能离子导致ABS树脂表面部分化学键断裂,并出现失氢、富碳,而银以离子形式存在其氧化物中;材料表面的接触角变大,由亲水性材料变为疏水性材料;银离子注入后材料具有良好的抗菌性能,抗菌效果随着离子注入能量的增加呈现降低趋势。     

Al/Al2O3多层膜的表面分析与电性能的研究

用热蒸发沉积和自然氧化及加热法制备纳米量级的Al/Al2/O3薄膜和多层膜.本文用X射线光电子能谱(XPS)和紫外光电子能谱(UPS)对样品进行价带能谱的检测与分析.获得的Al/Al2/O3多层膜价带的XPS光电子能谱谱形基本相似;通过对Al/Al2O3三层膜在不同极角的UPS谱线的检测,得到其Ei-(k∥i)关系曲线.此外,测定了低温下的I-U特性,发现纳米量级的Al/Al2O3薄膜具有负阻特性.     

丙烯胺等离子体技术对聚碳酸酯聚氨酯的表面改性

利用丙烯胺等离子体表面修饰对聚碳酸酯聚氨酯材料进行改性研究,讨论了改性条件对材料表面亲水性和表面形态的影响,水接触角、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)测试结果表明,预处理气压、处理功率、放电时间对聚氨酯材料表面改性影响较大.经丙烯胺等离子体修饰后,材料表面的亲水性得到改善;表面形态由高度平整、光滑变为粗糙...     

水杨酸原位表面改性纳米TiO2的制备及性能研究

通过控制四氯化钛(TiCl4)的水解速度,制备出水杨酸(SA)原位表面修饰的TiO2纳米颗粒(TiO2/SA).通过X射线衍射仪(XRD),高分辨透射电子显微镜(HRTEM),红外光谱仪(FT-IR),热分析(TG-DTA)和X射线光电子能谱(XPS)等实验分析手段对表面改性前后的TiO2纳米颗粒进行了表征,结果表明表面修饰水杨酸的TiO2纳米颗粒在乙醇中有良好的分散性,将TiO2/SA加入到光信息存储薄膜材料(PVA/AM)中,能大大提高材料的衍射效率,降低布拉格偏移.     

空心微珠表面化镀Ni-P合金镀层研究

以硝酸银代替氯化钯为活化剂在空心微珠表面化学镀Ni-P合金镀层,用X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDX)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和振动样品磁强计(VSM)对其进行了分析表征,结果表明以硝酸银代替氯化钯为活化剂,在空心微珠表面能得到Ni-P合金镀层.并分析了以硝酸银代替氯化钯为活化剂制备Ni-P镀层的形成机理.     

硬脂酸对纳米TiO2有机表面修饰方法的研究

报道了一种利用硬脂酸对纳米TiO2进行有机表面修饰的新方法,主要包括纳米TiO2水分散液的制备和把纳米TiO2粒子由水分散液中转移到溶有硬脂酸的甲苯溶液中两个过程.采用红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、热分析(TG-DTA)、透射电镜(TEM)、粒度分布、紫外-可见光谱和分散性实验等对所得的样品进行了...     

纳米二氧化钛表面组成及其微结构分析技术进展

介绍了纳米TiO2表面组成，微结构分析技术近年来的进展，光电子能谱技术包抱X光电子能谱（XPS）和俄歇光电子能谱（AES），光谱分析技术包括红外光谱（IR）和Raman光谱，显微分析技术中有扫描隧道显微镜（STM），原子动力显微镜（AFM）及扫描和透射电子显微镜（SEM，TEM），X射线分析技术主要是X射线衍射（XRD）。     

空气中大气压下低温等离子体对聚四氟乙烯进行表面改性的研究

建立了空气中产生大气压下辉光放电 (APGD)和介质阻挡放电 (DBD)的装置 ,通过放电的电气特性和发光特性测量 ,界定了APGD和DBD的放电特点。研究了空气中APGD和DBD对聚四氟乙烯 (PTFE)表面进行改性的效果 ,用扫描电子显微镜 (SEM)观察、接触角测量和X射线光电子能谱分析 (XPS)等手段 ,研究APGD和DBD处理后PTFE的表面特性 ,并解释了两种放电形式处理效果不同的原因。结果表明 :APGD的处理效果要优于DBD ,即APGD可以对PTFE表面进行均匀处理 ,在其表面引入更多的O元素 ,使其接触角下降到更低值。     

电泳沉积法制备GaN薄膜的结构和组分分析

采用电泳沉积法在Si(111)衬底上制备出了GaN薄膜.用X射线衍射(XRD)、傅立叶红外吸收(FTIR)谱、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电镜(SEM)对样品的结构、组分和形貌进行了分析.结果显示所得样品为六方纤锌矿结构的GaN多晶薄膜.     

金属化后陶瓷表面“红点”问题的研究

利用SEM/EDS(扫描电镜/电子能谱)、XPS(X射线光电子能谱)结合机械截面样品制备方法,对Al_2O_3陶瓷金属化后表面出现的"红点"进行研究。利用SEM对陶瓷"红点"区域的形貌进行分析,利用XPS、EDS对表面元素成分及价态进行分析,利用SEM/EDS、结合机械截面样品制备方法对杂质元素的深度分布进行分析。结果表明红点区域有明显结构缺陷,致色元素主要为Cr~(3+)。此外,还探讨了氧化铝陶瓷表面红点的显色机理。最后,通过模拟实验研究了一些工艺环节对杂质引入的影响。     

超细纤维-稀土元素复合X射线防护材料的制备及性能EI北大核心

超细纤维(MF)与天然皮革具有相似的结构。将La,Ce,Gd,Er四种稀土元素,通过植物单宁负载到超细纤维表面,制备了可穿戴超细纤维基X射线防护材料(RE-MF),并对其进行了X射线屏蔽性能测试。紫外吸收光谱(UV-Vis)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)等分析结果表明,通过植物单宁不仅能够成功地将稀土元素负载到超细纤维表面,而且能够实现稀土元素在纤维表面的均匀分布。X射线屏蔽性能测试结果表明,在光子能量100 keV以内,负载四种稀土元素的超细纤维材料都具有良好的X射线屏蔽性能,且屏蔽效率随着负载量和厚度的增加而增大,在20~80 keV能量段,2.6 mm Gd_(4)-MF对X射线的屏蔽效率可达60%,接近0.25 mm厚度的铅板,可代替铅板成为无毒、柔软的可穿戴X射线防护材料。力学性能测试结果表明,超细纤维基X射线防护材料保持了超细纤维原有的良好力学性能,有望在X射线防护领域得到广泛应用。     

原子力显微镜与X射线光电子能谱对ITO表面改性的研究

采用氧气等离子体(OP)处理对氧化铟锡(ITO)薄膜进行表面改性,通过原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)和四探针等测试手段对薄膜样品进行表征,研究了OP处理对ITO表面性质的影响.实验结果表明OP处理有效去除了ITO表面的污染物,优化了ITO表面的化学组分,降低了ITO表面的粗糙度和方块电阻,改善了ITO的表面形态.与此同时,通过XPS监测研究了OP处理后ITO表面化学组分随老化时间的变化,结果显示经过优化的化学组分随老化时间增加而逐渐退化.另外,以OP处理后经过不同老化时间的ITO样品作为空穴注入电极,制备了有机电致发光器件(OELD),通过测试器件的电压-电流-亮度特性,进一步研究了ITO表面性质对于OELD光电性能的影响.     

超细纤维-稀土元素复合X射线防护材料的制备及性能

超细纤维(MF)与天然皮革具有相似的结构。将La, Ce, Gd, Er四种稀土元素，通过植物单宁负载到超细纤维表面，制备了可穿戴超细纤维基X射线防护材料(RE-MF),并对其进行了X射线屏蔽性能测试。紫外吸收光谱(UV-Vis)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)等分析结果表明，通过植物单宁不仅能够成功地将稀土元素负载到超细纤维表面，而且能够实现稀土元素在纤维表面的均匀分布。X射线屏蔽性能测试结果表明，在光子能量100 keV以内，负载四种稀土元素的超细纤维材料都具有良好的X射线屏蔽性能，且屏蔽效率随着负载量和厚度的增加而增大，在20～80 keV能量段，2.6 mm Gd₄-MF对X射线的屏蔽效率可达60%,接近0.25 mm厚度的铅板，可代替铅板成为无毒、柔软的可穿戴X射线防护材料。力学性能测试结果表明，超细纤维基X射线防护材料保持了超细纤维原有的良好力学性能，有望在X射线防护领域得到广泛应用。     

空气中大气压下低温等离子体对聚四氟乙烯进行表面改性的研究

建立了空气中产生大气压下辉光放电(APGD)和介质阻挡放电(DBD)的装置，通过放电的电气特性和发光特性测量，界定了APGD和DBD的放电特点。研究了空气中APGD和DBD对聚四氟乙烯(PTFE)表面进行改性的效果，用扫描电子显微镜(SEM)观察、接触角测量和X射线光电子能谱分析(XPS)等手段，研究APGD和DBD处理后PTFE的表面特性，并解释了两种放电形式处理效果不同的原因。结果表明：APGD的处理效果要优于DBD，即APGD可以对PTFE表面进行均匀处理，在其表面引入更多的O元素，使其接触角下降到更低值。     

APTE修饰钛氧膜并固定Ⅰ型胶原对其凝血性能的影响

在用磁控溅射合成具有一定特性的TiO2薄膜的基础上,研究了一种表面生物化学方法对其生物学性质的改善.先利用NaOH溶液活化TiO2薄膜表面,,使其产生羟基基团,再通过氨丙基三乙氧基硅烷(APTE)偶联固定I型胶原.采用傅立叶红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和原子力显微镜(AFM)对每步处理后的材料表面进行分析和测试.通过血小板粘附试验评价薄膜材料的血栓形成能力.研究结果显示:通过表面活化后涂覆APTE并固定Ⅰ型胶原修饰后的TiO2薄膜表面,其血栓形成能力得到明显提高.     

镀银碳纳米管的抗菌性研究

用离子束辅助沉积(IBAD)方法在碳纳米管表面制备银膜.用琼脂平板法测试了抗菌率,测试菌种为革兰氏阴性大肠杆菌(E.coil)和革兰氏阳性金黄色葡萄球菌(S.aureus);用扫描电子显微镜(SEM) 观测了镀银碳纳米管的微观形貌;用能量散射X射线谱(EDX)分析了镀银碳纳米管表面元素的原子百分比;用X射线光电子能谱(XPS) 分析了镀银碳纳米管的表面元素的价态.研究结果表明,镀银碳纳米管具有优良的抗菌性能,且比在热解碳上镀银样品的抗菌性强.     

高频放电等离子体引发碳化硅表面接枝聚合甲基丙烯酸甲酯

高频放电氮气等离子体表面处理纳米碳化硅粉体,进而在碳化硅表面上引发甲基丙烯酸甲酯单体接枝聚合,在纳米碳化硅表面形成一层保护膜.红外(FTIR),X射线光电子能谱(XPS)以及热失重分析(TGA)测试表明该聚合膜是通过化学键连接在碳化硅表面的,X射线衍射光谱(XRD)表明经等离子体处理改性的碳化硅粉体只是其表面性质发生了改变,其晶体结构并没有发生任何变化.