调制比对TiN/Ti多层膜结构和力学性能的影响

采用反应磁控溅射的方法在Ti6Al4V基板上沉积(TiN/Ti)n多层膜,交替沉积Ti层和TiN层,以通入/关闭氮气实现对TiN含量的控制.共溅射10层,每层TiN膜和Ti膜的厚度之和即调制周期不变,二者之间的厚度比即调制比分别为1∶9、1∶5、1∶3和1∶2.利用XRD、SEM分别研究了薄膜的微观结构和表面形貌,利用显微硬度仪和划痕仪测量了薄膜的硬度和膜基结合力.研究结果表明:随着调制比的增大,TiN(200)逐渐消失,出现Ti2N等新相;硬度、结合力有明显增大的趋势,与单层膜相比,多层膜的硬度和结合力最多分别增加250 HV和22 N.     

SiN/Ag/SiN新型光谱选择性透过涂层的设计与制备

光谱选择性透过涂层在节能窗上能有效反射红外光,通过减少室内外的热传递而降低能耗。本文分别测量SiN膜和Ag膜的透射光谱和光学常数,利用TFCale软件对SiN/Ag/SiN选择性透过涂层的各层厚度进行优化设计并利用磁控溅射进行制备。使用紫外-可见-近红外分光光度计（UV/VIS/NIR）、扫描电子显微镜（SEM）和俄歇电子能谱（AES）测试与表征涂层的选择透过特性、微观形貌与成分分布。结果表明,实际制备的涂层厚度及光学性能与理论设计值具有良好的一致性。当SiN/Ag/SiN涂层的各层厚度分别为30/15/35 nm时,其可见光和近红外波段的透射率分别为73.1%和17.2%,体现出明显的选择透过性。观察Ag膜的生长模式,发现15 nm的Ag膜仍处于岛状粒子生长阶段,上层的SiN层粒子会在沉积过程中进入Ag岛之间的缝隙。探究不同类型涂层的光学性能,发现金属Ag薄膜对选择透过涂层的红外透过率有显著影响,且外层的SiN薄膜是保证涂层可见光透过率的关键因素。     

不同底层(Ag, Ti, Cu, Pt)对[Fe/Pt]n多层膜磁性的影响

利用磁控溅射的方法, 在热玻璃基片上制备了[Fe/Pt]n多层膜, 经不同温度真空热处理后, 得到L10有序结构的FePt薄膜(L10-FePt).实验结果表明 [Fe/Pt]n多层膜结构可使FePt薄膜的有序化温度由500 ℃降到350 ℃, 350 ℃退火20 min后其平行膜面矫顽力可达到421.8 kA·m-1.同时以Ag, Ti, Cu和Pt做底层, 利用[Fe/Pt]n多层膜结构制备了FePt薄膜, 磁性和X射线衍射结果表明 与[Fe/Pt]n多层膜相比, 四种底层均没有进一步降低FePt薄膜的有序化温度, 其中Ag做底层对[Fe/Pt]n多层膜退火后的平行膜面矫顽力影响较小, 但能够提高其垂直磁各向异性;其他底层均会降低[Fe/Pt]n多层膜在高温退火时的平行膜面矫顽力, 且对其垂直磁各向异性无改善作用.     

电压对TC4钛合金表面微弧氧化膜层红外发射率的影响

在硅酸盐、磷酸盐及高锰酸钾的混合电解液中研究了不同电压对TC4钛合金微弧氧化膜层性能的影响,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)分析了膜层的微观形貌、相组成及化学成分,用傅里叶变换红外光谱仪测试了样品的红外发射率。结果表明,随着电压的升高,膜层的厚度、粗糙度及红外发射率持续增加,膜层中Ti O2与Ti的特征峰逐渐减弱,非晶相成为主要的组成部分。结合XRD与XPS分析结果可推断膜层中主要元素Si、P、Mn均以非晶态存在。当电压为540 V时膜层发射率有较大幅度的增加并达到最大,在8~20μm的波段范围内平均发射率可达0.84。     

磁控溅射与电子束蒸发制备Ti薄膜性能的研究

为了研究不同制备方法对薄膜性能的影响，分别利用磁控溅射法和电子束蒸发法在长有500 nm厚的SiO2薄膜的Si(100)晶圆上制备了生长速度为1.0 nm/s，厚度为100 nm的Ti薄膜，并对薄膜的厚度、表面形貌、电阻、反射率及应力进行了测试。相比于电子束蒸发法，磁控溅射法制备的薄膜表面晶粒更加均匀致密，表面缺陷少，粗糙度较小，薄膜具有更低的电阻、应力以及更高的反射率。试验结果表明，磁控溅射法制备的薄膜电性能优于电子束蒸发法。电子束蒸发法制备的薄膜应力具有较大的变化范围，可用于多层膜之间的应力匹配调试。同时，也可以通过减少薄膜表面结构缺陷，减小薄膜表面粗糙度来提高薄膜的性能。     

Pb/Al金属多层膜的红外性能研究

利用紫外-可见-近红外分光光度计和傅立叶红外光谱仪分析了用真空磁控溅射技术制备的A1/Pb金属多层膜的对红外光的吸收、反射和透射.结果表明,在近红外200-2500 nm波段,多层膜具有良好的吸波特性,在中红外和远红外波段,多层膜呈现出低反射强吸收效果.     

Co/Pt多层膜反常霍尔效应的研究

通过磁控溅射方法制备了一系列以Pt为底层的Co/Pt多层膜样品,研究了周期层中Co层厚度、周期层中Pt层厚度、底层厚度和多层膜周期数对样品霍尔效应和磁性的影响。结果表明,多层膜中各层的厚度及周期数对样品的霍尔效应和磁性有重要的影响。通过对样品测试结果的分析发现多层膜的界面效应是影响其宏观性能的主要因素,样品的霍尔电阻和矫顽力随着膜厚和周期数的变化均体现了这一效应。通过优化多层膜各层厚度参数及周期数,获得了最佳样品结构为Pt 1.0 nm/(Co 0.4 nm/Pt 0.8 nm)3,周期层中Co和Pt的最佳厚度分别为0.4和0.8 nm,最佳周期数为3,该样品的霍尔电阻最大,同时样品霍尔曲线的矩形度最好,且矫顽力也较小,通过磁性测量得到其磁各向异性能为2.0×105J·m-3,具有良好的垂直磁各向异性。     

不同底层对Co/Pt多层膜反常霍尔效应影响的研究

采用直流磁控溅射法在玻璃基片上制备了Au,Cu,Pt和Ta底层的Co/Pt多层膜样品,对周期层中Co和Pt进行了调制,获得了各底层的最佳多层膜结构,研究了各底层对Co/Pt多层膜的反常霍尔效应的影响。经研究发现,当底层厚度均为3 nm、周期层中Pt厚度为1.5 nm,多层膜中Co层的厚度均为0.4 nm时,样品霍尔回线的矩形度最好,对应样品具有更好的垂直磁各向异性(PMA)。在相同厚度条件下,Au和Cu作为Co/Pt多层膜的底层在保持样品的垂直磁各向异性方面的作用远不如Pt和Ta底层,而且样品的霍尔电阻比Pt和Ta做底层时要小很多。在研究的4种不同金属底层多层膜中,Pt底层可以使多层膜周期层以更薄的Pt厚度获得垂直磁各向异性,从而使得Co/Pt多层膜的磁矩垂直于膜面,但由于Pt层对样品的分流作用过大,导致样品的霍尔电阻有所降低;而Ta作为底层的Co/Pt多层膜既可以周期层以较薄的Pt保持样品的垂直磁各向异性,又可使得样品具有大得多的霍尔电阻,可研究其与互补金属氧化物半导体(CMOS)的集成。     

Ag^＋掺杂TiO2纳米粉体制备及光催化性能研究

以钛酸四丁酯为原料,利用溶胶凝胶法制备Ag 掺杂TiO2纳米粉体,采用正交实验考察了掺杂量、浓硝酸、冰醋酸、煅烧温度等因素对其制备的影响,从而确定制备工艺最佳条件.通过XRD、TEM、TG-DSC等测试技术对掺杂纳米TiO2粉体进行表征.最佳工艺条件为:掺Ag 量0.5 %(摩尔分数),冰醋酸1mL,浓硝酸0.2mL,煅烧温度450℃,制得颗粒粒径为12.16nm.以甲基橙为降解物,通过自制光催化反应装置,研究了光催化剂的活性,结果表明:Ag 掺杂制备的TiO2纳米粉体具有较高的光催化活性,试验条件下Ag 掺杂TiO2纳米粉体最高降解率为79.38%.     

磁控溅射Cu/Mo纳米多层膜的结构与性能

用磁控溅射法在单晶硅和聚酰亚胺衬底上制备了恒定调制比(η=1)、调制周期λ=10～ 100 nm的Cu/Mo纳米多层膜,运用XRD,HRTEM,EDX,AFM,单轴拉伸系统、显微硬度仪和电阻仪对多层膜的微观结构、表面形貌和力学及电学性能进行了研究.结果表明,Cu/Mo多层膜中的Cu层和Mo层分别具有Cu( 111)和Mo(110)择优取向,Cu层呈柱状纳米晶、Mo层为极细纳米晶结构,Cu/Mo层间界面处存在一定厚度的扩散混合层.Cu/Mo多层膜的结构和性能受到调制周期和Cu层厚度的显著影响.在调制比η=1的条件下,随着调制周期的增加,软相Cu层厚度增大,Cu/Mo多层膜总体的屈服强度和显微硬度明显下降,裂纹萌生临界应变εc和电导率则显著上升.主要原因在于,随Cu层厚度的增加,Cu晶粒尺寸增大,Cu层内晶界密度降低,使Cu层的位错运动阻力减小、塑性变形能力增强,Cu层内电子散射效应减弱.同时当Cu/Mo多层膜总厚度恒定时,多层膜中Cu层和Mo层的层间界面数量亦随Cu层厚度的增加而减少,减弱了层间界面的电子散射效应,从而使多层膜电导率得以提高.     

SnO2/TiO2纳米复合物的制备及光催化性质

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯和二氯化锡为原料,加入CTAB作软模板,制备SnO2/TiO2纳米复合物.分别用SEM、XRD、IR、UV-Vis等手段对产物进行表征,所得产物晶粒由锐钛矿相的TiO2和金红石相的SnO2组成.以亚甲基蓝和茜素红为模拟污染物,研究其催化活性,结果表明SnO2/TiO2纳米复合物具有较好的光催化活性.     

负载型TiO2/硅藻土复合光催化剂的研究

以四氯化钛为原料采用溶胶-凝胶法制备了负载型TiO2，硅藻土复合光催化剂，并通过XRD，IR，SEM等手段对样品进行了表征。实验中分别以300W高压汞灯和太阳光为光源，研究了硅藻土载体上TiO2负载量不同对甲基橙溶液光催化氧化效果的影响。实验结果表明：复合光催化剂的催化性能随着TiO2负载量增大先提高，而后有所下降，其中以1g硅藻土与1．8ml四氯化钛制备的TiO2，硅藻土复合催化剂光催化活性最高。     

TiO2／活性炭的制备与光催化性能

以活性炭(AC)为载体，采用Sol-Gel法制备纳米TiO2／AC复合催化剂，利用SEM，TG-DTA，XRD等对其组成、结构、尺寸等进行分析和表征；并用紫外灯为光源，通过可溶性罗丹明B的光催化降解反映对其光催化活性进行研究。结果表明，TiO2纳米粒子的尺寸范围在30nm～60nm之间，其中TiO2的晶型主要为锐钛矿；活性炭载体与TiO2结合牢固，TiO2纳米颗粒不发生二维粘结；TiO2／AC复合体的比表面积比活性炭载体的大，对罗丹明B在200min内达到完全降解，而P25需要5h，TiO2／AC复合体具有很强的光催化活性，并且制备的TiO2／AC复合体催化剂容易从溶液中分离。     

TiO2/C制备及光催化降解性能

以钛酸四丁酯为钛源负载活性炭制备了Ti02/C复合催化剂,从催化剂的用量、循环使用次数以及与P25比较等几个方面分别考察了该复合催化剂的催化降解甲基橙的活性.实验结果表明,Ti02/C复合催化剂提高了催化活性.     

TiO_2/MCM-41的制备及光催化脱色性能研究

用溶胶-凝胶法制备了不同TiO2含量的TiO2/MCM-41光催化剂,以罗丹明B为模拟有机污染物,对催化剂的光催化脱色性能进行了考察。用XRD、UV-Vis漫反射、N2吸附等方法对光催化剂进行了表征,结果表明:TiO2/MCM-41的比表面积和孔体积随TiO2含量的增加而减小,TiO2/MCM-41负载型催化剂上TiO2平均晶粒尺寸比纯TiO2的小。20%TiO2/MCM-41的光生电子-空穴分离效应最高,且光催化脱色活性最高。光催化反应体系中h+是主要的活性自由基,TiO2/MCM-41的光催化活性由材料的吸附能力和所含TiO2的光催化性能共同决定。     

光催化功能Fe_2O_3/TiO_2陶瓷的制备及其光降解特性

以九水硝酸铁和硫酸钛为原料,利用共沉淀法合成了Fe2O3/TiO2混合粉体,粉体压制成型的素坯经过高温烧结制备Fe2O3/TiO2陶瓷。通过XRD、SEM分析Fe2O3/TiO2多孔陶瓷的物相和微观结构,并通过对甲基蓝溶液(浓度为25mg/L)的降解研究其光催化性能和循环使用性能。结果表明:紫外和可见光条件下,该陶瓷第一次使用时对甲基蓝溶液的最大降解率分别是80%和94%,循环使用三次后,最大降解率分别仅下降16%和17%。所制备的Fe2O3/TiO2陶瓷具有良好的光催化性能和循环使用性能,且利于收集,可以广泛应用于污水处理。     

Grain Size and Wettability of TiO2/SiO2 Photocatalytic Composite Thin Films

The uniform transparent TiO2/SiO2 photocatalytic composite thin films are prepared by sol-gel method on the soda lime glass substrates, and characterized by UV-visible spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), BET surface area, FTIR spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). It was found that the addition of SiO2 to TiO2 thin films can suppress the grain growth of TiO2 crystal, increase the hydroxyl content on the surface of TiO2 films, lower the contact angle for water on TiO2 films and enhance the hydrophilic property of TiO2 films. The super-hydrophilic TiO2/SiO2 photocatalytic composite thin films with the contact angle of 0-° are obtained by the addition of 10%-20% SiO2 in mole fraction.     

La2O3/TiO2纳米粒子超声光催化降解邻硝基苯酚

以钛酸丁酯为原料,用溶胶-凝胶(Sol-gel)法制备了La2O3/TiO2纳米粒子.采用X光衍射仪对粉体的粒径、物相进行了表征.研究了超声光催化协同降解水中邻硝基苯酚的效果,考察了超声波声强、反应温度和催化剂投加量对邻硝基苯酚降解速率的影响.研究结果表明,超声光催化协同降解要比单独超声波或光化学处理效果显著,证实了声光联合技术具有明显的协同效应.     

Crystallization Behavior in Fluoride-Free Mold Fluxes Containing TiO2/ZrO2

  The time temperature transformation (TTT) diagrams of fluoride free mold fluxes containing TiO2/ZrO2 were constructed through the confocal scanning laser microscope (CSLM) technique. It was found that the crystallization temperature of F free mold fluxes containing TiO2 or ZrO2 increases, while incubation time decreases with increasing basicity. The crystallization tendency increases with the zirconia addition in slag melt, as it may be thought that the addition solubility is limited in molten slag and the solid particles act as heterogeneous nucleation sites. Three types of crystal morphologies were observed, corresponding to different crystallization mechanisms. CaSiO3 and Ca3Si2O7 precipitate in the slag with low basicity, and Ca2SiO4 was formed with increasing basicity. The addition of TiO2 promotes the precipitation of CaTiO3. The logarithm of crystal growth rate increased with increasing isothermal temperature, suggesting that the crystal/melt interface reaction is the controlling step in the present experiment.