Al_2O_3无机薄膜的制备、热稳定性及表面自由能计算

以异丙醇铝(AIP)为前体,硝酸为胶溶剂,采用溶胶-凝胶法制备Al_2O_3无机薄膜.通过X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)、红外光谱(FTIR)、热重-微分热重(TG-DTG)、接触角测试等表征,对无机薄膜的热稳定性及表面自由能进行研究.结果表明,随着焙烧温度的升高,C—H吸收峰减弱,Al—O—H键逐渐断裂,表面自由能先减小后增大;350℃时化学结构以Al—O键为主,物相结构由γ-AlOOH转变为γ-Al_2O_3,对应最强衍射峰(440)晶面处的晶粒尺寸达到4.2nm,膜材料对应的Al/O元素原子及重量百分比与Al_2O_3化学组成匹配,表面自由能达到最小值46.24×10~(-5) N/cm.     

多孔氮化硅表面γ-Y_2Si_2O_7陶瓷涂层的制备及抗热震性能

采用浆料喷涂与高温熔渗结合的方法,以γ-Y_2Si_2O_7和Y_2O_3-Al_2O_3-SiO_2三元氧化物粉体为原料,在多孔Si_3N_4表面制备致密γ-Y_2Si_2O_7陶瓷涂层,采用XRD和SEM测试方法系统研究原料配比及烧结温度对涂层结构、组织和抗热震性能的影响。结果表明:SiO2与Al2O3物质的量之比较高时,涂层为致密γ-Y_2Si_2O_7层和过渡层的双层结构;SiO_2与Al_2O_3物质的量之比较低时,只能形成单层结构;双层结构涂层的抗热震性能优于单层结构涂层。     

溶胶－凝胶法制备MoO_3陶瓷薄膜

以用酸钠为原料，乙二醇为溶剂，用溶胶－凝胶法制备ＭｏＯ３薄膜通过对干凝胶粉做ＤＴＡ和ＴＧ分析，用ＳＥＭ和ＸＲＤ分析还胶膜、热处理后氧化物膜及多次重复浸涂热处理薄膜的显微结构和晶相组成，研究了氧化物薄膜的形成过程．重复４次浸涂热处理可得到约２μｍ厚连续致密的、主晶相为择优取向的斜方ＭｏＯ３薄膜．     

共烧结法制备梯度致密化Al2O3中空纤维膜

用实验室自制的Al2O3中空纤维膜为基膜,以Al2O3粉末分散液和Al粉分散液为原料,用真空抽滤法与浸渍法制备过渡层,再浸涂勃母石溶胶,烧结形成梯度致密化Al2O3中空纤维膜.讨论了梯度致密化Al2O3中空纤维膜的形貌、泡点压力、膜孔径与渗透性能等因素.结果表明,造成膜性能差异的主要原因有:(1)Al2O3粉末与Al粉的熔点差异;(2)真空抽滤形成的滤饼与浸涂形成的吸附层之间的厚度差.同时,所制得的梯度致密化Al2O3中空纤维膜纯水通量为17～2 990 L/(m2·h·0.1 MPa),平均孔径为0.04～0.52 μm.     

离子束辅助沉积制备多晶Al_2O_3薄膜

利用电子枪蒸镀 Al_2O_3,同时辅以 Ar 离子轰击的离子束辅助沉积方法(IBAD)制备 Al_2O_3薄膜,并与单纯电子枪蒸镀方法(PVD)制备的薄膜进行了结构和表面形貌的比较。IBAD 法可以得到结构均匀致密的γ-Al_2O_3晶态薄膜,而 PVD 方法仅能得到非晶态疏松的结构。分析结果表明,薄膜沉积过程中,提高离子轰击能量和增加基片加热温度在一定程度上具有相同的效果。     

不同摩尔比Al_2O_3-ZrO_2复合薄膜的性能探究

以不同摩尔比(r)的氧化铝(Al_2O_3)溶胶和氧化锆(ZrO_2)溶胶,通过溶胶-凝胶法制备Al_2O_3-ZrO_2复合薄膜,用乌氏黏度计、热重分析仪(TG-DTG)、红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积和孔结构分析仪及激光粒度仪对复合膜的黏度、热稳定性、晶相组成、表面形貌、比表面积和孔结构及粒度大小进行表征分析.结果表明,复合溶胶的摩尔比是影响Al_2O_3-ZrO_2复合溶胶黏度和薄膜开裂的重要因素.随着r值的增大,复合膜的黏度减小,开裂度逐渐减缓;r=1的复合溶胶澄清透明,且在干燥后几乎无开裂,黏度为2.64mPa·s;800℃热处理后,r=1的Al_2O_3-ZrO_2复合膜热稳定性良好,结构致密,孔径分布窄,晶粒尺寸为31.30nm,其比表面积、平均孔径分别为84.98m~2/g、9.75nm.     

溶胶—凝胶法制备MoO3陶瓷薄膜

以钼酸铵为原料，乙二醇为溶剂，用溶胶－凝胶法制备ＭｏＯ３薄膜，通过对干凝胶粉做ＤＴＡ和ＴＧ分析，用ＳＥＭ和ＸＲＤ分析胶膜，热处理后氧化物膜多次重复浸涂热处理薄膜的显微结构和晶相组成，研究了氧化物薄膜的形成过程，重复４次浸涂热处理可得到的约２μｍ厚连续臻密的，主晶相为择优取向的斜方ＭｏＯ３薄膜。     

以硝酸铝为前驱体制备Al_2O_3薄膜及其表征

为了改善Al_2O_3薄膜的制备工艺,本文以硝酸铝为前驱体,采用溶胶-凝胶法,通过研究不同添加剂对溶胶性能的影响,最终选择引入甲基纤维素制备Al_2O_3薄膜,并讨论了不同干燥过程对凝胶膜表面形貌的影响.通过TG-DTG、XRD、BET、SEM等分析手段,对Al_2O_3薄膜进行了热稳定性、微观结构、化学组成等方面的测试和分析.实验结果表明,选用20%(质量分数)甲基纤维素时,其溶胶性能最好;常压、环境温度为60℃,相对湿度70%的环境下,可获得完整的、无裂痕的氧化铝凝胶膜;440℃以后薄膜没有质量损失;随着热处理温度的升高,Al_2O_3薄膜的物相发生了转变;薄膜表面均匀平整,平均孔径为15.97nm.     

Al_2O_3修饰3D-SiC/Al复合材料的制备与性能

用Al_2O_3作为界面修饰剂,通过反应烧结,在SiC颗粒之间形成莫来石界面,制备SiC预制件,采用无压熔渗法制备3D-SiC/Al互穿式连续结构复合材料。基于正交实验研究了Al_2O_3添加量、预制件烧结时间、熔渗温度和熔渗时间对3D-SiC/Al复合材料抗弯强度和热导率的影响。实验结果表明,Al_2O_3添加量对复合材料抗弯强度和热导率影响显著,复合材料获得最大抗弯强度344 MPa和热导率165 W/(m·K)的制备工艺为:氧化铝添加量2.0%(原子分数),预制件烧结时间2h,熔渗温度950℃,熔渗时间1h。     

溶胶-凝胶法制备金属基铝硅酸盐陶瓷涂层

采用溶胶－凝胶法,在不锈钢基体上制备铝硅酸盐陶瓷涂层,对涂层微观结构进行了分析,研究了涂层化学组成、涂最度对抗热震性、抗氧化性的影响,结果表明：涂氢化学组成为３Ａｌ２Ｏ３．２ＳｉＯ２、厚度２μｍ时,制备的涂层材料与基体结合紧密、显微结构致密均匀,有良好的抗热震、抗氧化性能。     

新型Al_2O_3/BCB多层薄膜复合介质材料的传输线损耗特性

本文结合功能材料Al2O3和BCB(苯并环丁烯树脂)的特点,创新性地提出了Si/Al2O3/BCB多层薄膜复合结构的衬底,利用Al2O3高介电常数的优点和BCB薄膜工艺制备厚度的灵活性实现了低传输损耗。本研究采用与CMOS相兼容的半导体制造工艺在三种不同衬底(Si、Si/BCB和Si/Al2O3/BCB)上制作了CPW结构的传输线,通过仿真、测量、比较和分析其传输损耗特性得出Si/Al2O3/BCB多层薄膜复合结构衬底有效地降低了普通硅衬底的高频损耗(20GHz时CPW传输线的损耗为1.18dB/mm),实现了微波毫米波电路低损耗传输线,具有广泛的应用前景。     

多孔Al_2O_3陶瓷/Al_2O_3超微粉/环氧树脂新型复合材料的性能研究

以孔隙规则排列的Al2O3多孔陶瓷为骨架,制备了多孔Al2O3陶瓷/Al2O3超微粉/环氧树脂新型复合材料。研究了三维连通陶瓷骨架对复合材料力学性能和高温尺寸稳定性的影响。研究结果表明,新型复合材料具有更优越的室温和高温力学性能。当陶瓷骨架含量为16.8%时,其室温的抗弯强度、抗弯模量、抗压强度和抗压模量分别为115.5MPa、3.6GPa、170.2MPa、2.4GPa。在120℃压缩时,其抗压强度、抗压模量分别为47.8MPa、0.9GPa。新型复合材料具有良好的高温尺寸稳定性,在180℃尚未发现变形。     

还原温度对纳米FeCo/Al2O3复合材料结构和磁性的影响

采用溶胶-凝胶法及在氢气中还原的工艺制备了纳米FeCo/Al₂O₃复合材料。利用X射线衍射、透射电镜、振动样品磁强计和Mssbauer谱学对样品微观结构和磁性进行了研究。结果表明：纳米FeCo/Al₂O₃复合材料中的FeCo合金为体心立方结构;随着还原温度的提高,α-FeCo合金晶粒尺寸变大,Al₂O₃的存在有效地抑制了α-FeCo合金晶粒的团聚和生长;随着α-FeCo合金晶粒尺寸的变大,样品的比饱和磁化强度增加,而矫顽力先增大后减小,两者分别在1100℃和1000℃时达到最大值62.41 emu·g-1和208.99Oe,FeCo/Al₂O₃由超顺磁和磁有序的混合状态转变为完全的磁有序状态;矫顽力的变化是由于FeCo合金的磁学结构由单磁畴结构转变为多磁畴结构造成的。     

反应形成MoSi2/Al2O3陶瓷复合材料的微观结构

以MoO3、Al和Si为原料,通过控制工艺,用反应烧结法制备MoSi2／Al2O3陶瓷复合材料。通过对M0O3 Al Si在Ar气氛中反应的差热曲线分析来确定烧结MoSi2／Al2O3陶瓷复合材料的热处理工艺。分析了生成的MoSi2／Al2O3陶瓷复合材料的X射线图谱、扫描电镜图和能谱分析图,以确定其微观结构。     

原位自生Al_2O_3-TiC_p/Al基复合材料的热力学分析

采用熔铸法制备了原位自生Al2O3-TiCp/Al基复合材料。借助差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等测试技术,对Al-TiO2-C体系的热力学进行了详尽的分析,讨论了过量铝对Al-TiO2-C体系反应的影响。结果表明,通过控制反应温度等工艺参数完全可以获得原位自生Al2O3-TiCp/Al基复合材料,避免副产物Al3Ti和Al4C3的产生。Al-TiO2-C体系原位合成Al2O3-TiCp/Al基复合材料存在着复杂的化学反应。首先在无过量铝的情况下,Al与TiO2发生置换反应,生成了Al2O3和游离态[Ti],而后游离态[Ti]与C结合生成TiC;而存在过量铝的情况下,首先发生铝热反应生成Al3Ti,进而Al3Ti与C结合生成TiC。最终完全获得Al2O3-TiCp/Al复合材料。随着过量Al含量由0增加至70%,Al与TiO2反应生成Al2O3的反应起始温度不断降低。     

镍 -纳米氧化铝复合电镀液的制备及影响因素研究

性质均匀稳定的镍/纳米颗粒复合镀液是制备镍/纳米复合镀层的物质和工艺基础.在瓦特镀镍溶液中加入纳米Al2O3粉末,混合液静置10 h后,因颗粒沉淀而产生不同程度的分层,通过比色法研究了分散剂、分散形式、镀液pH值对纳米Al2O3粉末在镀液中均匀稳定分散的影响.结果表明,在镀液中加入适量的聚羧酸铵、柠檬酸三铵或十六烷基三甲基溴化铵分散剂,并通过超声分散,可得到稳定分散10 h以上的复合电镀液.原子力显微镜分析表明,复合镀液中纳米颗粒的平均尺寸为63 nm,略大于其原料颗粒的尺寸(40 nm),大部分的纳米颗粒在复合镀液中能实现高度分散.     

Al2O3纳米粉体悬浮液热物性实验研究

分别采用瞬态热线法、比较量热法和旋转粘度计测试了不同温度、粒子浓度和粒径下的Al2O3-DW（蒸馏水）纳米流体的导热系数、比热容、粘度等热物性参数。试验结果表明,粒子浓度、粒径和温度都是影响Al2O3-DW纳米流体热物性参数的重要因素。与水相比,纳米流体导热系数和粘度增加,常温4％体积份额下增幅分别为21．5％和52．3％;纳米流体比热容随着粒子体积份额增加而降低,并推导出了常温下低浓度纳米流体比热容的预测公式。     

Al2 O3/Al 复合涂层对贫铀的保护性能研究

为探讨Al2O3/Al复合涂层在贫铀表面保护中应用的可行性,采用盐雾腐蚀试验和磨损试验方法,结合SEM/EDS和XRD表征,分析了贫铀表面Al2O3/Al复合涂层的保护性能.结果表明,贫铀表面反应磁控溅射Al2O3/Al涂层没有明显的腐蚀特征,而等离子喷涂Al2O3/Al涂层发生了严重的腐蚀剥落现象.Al2O3/Al涂层表现为磨粒磨损行为,抗磨损性好.作为对比样的贫铀表面Al涂层则表现为粘着磨损行为,抗磨损性差.讨论了贫铀表面涂层的腐蚀和磨损行为.     

CuO-TiO_2复合助剂低温烧结氧化铝陶瓷的机理(Ⅰ)

向氧化铝陶瓷中添加总量固定,但m(CuO)/m(Ti02)不同的CuO-TiO2复合助剂,研究其对氧化铝陶瓷烧结性能、微观结构以及物柑组成的影响,揭示复合助剂的低温烧结机理.结果表明,CuO与Ti02不易发生化合反应,分别以液相烧结和固相反应烧结来促进氧化铝陶瓷的致密化进程;Ti02与Al2O3反应生成Al2Ti7O15的固相烧结,比CuO的液相烧结更能有效地促进陶瓷的晶粒生长与致密化.在Ti02固相烧结的基础卜适当引入CuO液相,能够最大程度地降低氧化铝陶瓷的烧结温度;当在50gA12O3粉体中添加总量为0.025mol的CuO-TiO2复合助剂,并使m(TiO2)/m(CuO+TiO2)为0.80时,氧化铝陶瓷在1250℃烧结后其密度达到理论密度的98%以上.     

反应溅射Al2O3薄膜研究之进展

Ａｌ２Ｏ３薄膜具有良好的光学特性，高的绝缘强度，良好的抗氧化腐蚀能力，越来越受到人们的普遍重视。本文对反应溅射Ａｌ２Ｏ３薄膜的沉积过程及其抗氧化腐蚀性能进行综合评述。