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相似文献
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1.
目的研究不同溅射方法和基体材料对沉积氧化钛薄膜的晶体结构、化学价态、表面形貌的影响。方法采用高功率脉冲磁控溅射(HPPMS)和直流磁控溅射(DCMS)在316L不锈钢和硅片表面制备了氧化钛薄膜。采用等离子光发射谱检测了沉积薄膜时的等离子体特征。采用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM),分别评价氧化钛薄膜的晶体结构、化学价态、晶粒尺寸和表面粗糙度。结果等离子体特征显示,沉积氧化钛薄膜时,HPPMS比DCMS具有更高的离化率和等离子体密度。XRD结果显示,在相同的平均溅射功率下,采用HPPMS和DCMS方法,均在不锈钢表面制备出纯金红石结构的氧化钛薄膜,而在硅片表面得到的氧化钛薄膜为金红石、锐钛矿混合结构,且采用HPPMS比DCMS技术制备的氧化钛薄膜含有更高的金红石含量。XPS结果显示,两种方法在所有基体表面均制备出了含有氧缺位的氧化钛薄膜。采用HPPMS和DCMS制备氧化钛薄膜时,不锈钢基体沉积的薄膜中,Ti3+/Ti4+比值均高于Si基体上的薄膜。SEM和硬度测试结果显示,HPPMS制备的氧化钛薄膜为等轴晶,晶粒较小,硬度较高。DCMS制备的氧化钛薄膜具有柱状晶的结构,晶粒较大。AFM的结果显示,采用不同溅射方法制备的氧化钛薄膜表面粗糙度没有明显差别。结论不同溅射方法和基体材料导致了薄膜沉积时样品表面离子轰击能量的差异,因此影响了氧化钛薄膜的晶体结构、化学价态和晶粒尺寸。  相似文献   

2.
采用阳极氧化法,以金属钛箔为原料制备了TiO2纳米管阵结构染料敏化纳米晶太阳能电池(DSSC)光阳极,并用电沉积、光沉积和真空蒸发法对其表面分别进行金属Ag和Au修饰。对金属修饰前后的光阳极用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射分析仪(XRD)表征发现:阳极氧化法制备的TiO2纳米管阵列结构规整有序;经过化学沉积后,其表面均覆盖有一层致密的金属粒子薄膜。测量光电流密度-电压(J-V)曲线和电化学阻抗谱(EIS)发现:相比纯TiO2纳米管阵列,经过Ag修饰后的TiO2阵列其短路电流密度和开路电压最大可以分别提高到前者的4.9和1.7倍,并且其电化学阻抗出现显著降低。研究表明:金属Ag修饰改善了TiO2纳米管之间的连通性,提高了TiO2光阳极中电子的传输效率,并通过等离子共振激发出光电子,同时与TiO2相互作用,使其在可见光区域也能够促进电子-空穴对的分离。  相似文献   

3.
采用旋涂法制备TiO_2基底并摻入不同含量g-C_3N_4制备了g-C_3N_4/TiO_2复合光阳极,研究了不同g-C_3N_4掺杂量的复合光阳极对电池光电性能的影响。结果表明,g-C_3N_4/TiO_2复合光阳极相对于TiO_2光阳极更有利于量子点附着,并提高电池的光电转换效率;随着覆盖尿素含量的增加,g-C_3N_4会更多的沉积在TiO_2薄膜表面,电池的开路电压、短路电流密度、填充因子和光电转换效率均呈现先增加而后减小的趋势,在尿素添加量为15 g时取得最大值(V_(oc)=0.604 V,J_(sc)=16.97 mA/cm~2,FF=0.419,IPCE=4.15%)。  相似文献   

4.
采用阳极氧化法制取氧化钛薄膜.研完了电压大小与薄膜颜色之间的关系、电压加戴方式对薄膜表面的彩响以及不同磷酸浓度对成膜过程的影响.结果表明:不同氧经电压下制备出不同颜色的氧化膜,电压大小是决定氧化膜颜色的主要因素;采用缓加渐进方式加压有利于形成无斑点、表面均匀的薄膜;阻挡层电阻和厚度随磷酸浓度的增加而减小.  相似文献   

5.
TiO2纳米管阵列生长进程及微观结构的研究   总被引:2,自引:1,他引:1  
采用高纯度的Ti箔作为阳极,以Pt片为阴极,在0.1%~1.0%HF水溶液中,电压0.4~14.5 V,温度5~40℃范围内进行恒压阳极氧化制备TiO2膜.使用电化学工作站测试了线性扫描阳极极化曲线及阳极氧化过程中的电流密度-时间曲线;并使用扫描电子显微镜对氧化膜的平衡形貌进行观察;研究了阳极氧化时间、电压、电解液浓度以及温度对平衡生长氧化膜结构的影响.结果表明:阳极氧化工艺参数对氧化膜的形成速度、纳米孔孔径、纳米管阵列长度有显著影响.增大电解液浓度以及升高电解液温度,均有利于加快形成结构稳定的氧化膜,表现在到达氧化膜稳定生长的时间缩短,且平衡时纳米管的平均长度缩短.随电压增大,氧化膜生长加速,但获得平衡生长的时间相对延长;纳米孔孔径及纳米管的长度都随之增大.  相似文献   

6.
文摘辑要     
《表面工程资讯》2002,(5):12-14,49
纳米二氧化钛薄膜的制备及特性研究 纳米二氧化钛薄膜由于具有优良的光催化活性而受到人们的重视。本文采用阳极电沉积的方法在ITO基体上制备二氧化钛纳米薄膜。研究了阳极电流密度和沉积时间对纳米二氧化钛薄膜结构和附着力的影响,利用扫描电子显微技术和X射线衍射技术  相似文献   

7.
采用低浓度的无机溶剂HF溶液(0.05%,质量分数)对溅射在硅基底上的400 nm钛薄膜进行阳极氧化制备TiO_2纳米管阵列,并利用SEM对制备出的TiO_2纳米管阵列进行表征。实验结果表明,通过优化阳极氧化电压幅值、电压施加方式和氧化时间,均可有效控制纳米管阵列的尺寸和形貌。首先施加0.5 V的低电压28 min,在低浓度的HF溶液中阳极氧化钛薄膜制备TiO_2纳米管阵列,其管径可达120 nm左右。在此基础上,对电压施加方式进行改进,提出两步法施加电压方式,并优化氧化时间,在硅基底钛薄膜上制备出管径为100~270 nm结构紧密有序的TiO_2纳米管阵列,明显优于钛薄膜在有机电解液中氧化制备的管径为70~100 nm的TiO_2纳米管阵列。  相似文献   

8.
采用微波等离子体化学气相沉积技术,以氧化硼-乙醇溶液作为硼源,制备不同掺硼浓度的金刚石膜。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、激光拉曼光谱仪、电化学工作站等研究其表面形貌、晶体结构、薄膜质量和电化学性能。结果表明:随硼元素含量升高,金刚石膜的晶体颗粒尺寸先减小后增大,电势窗口由3.1V降至2.6V,阳极电流密度由0.022 7mA·cm~(-2)降至0.011 9mA·cm~(-2),但对背景电流及电化学可逆性几乎不影响。  相似文献   

9.
黄珂  刘文军  谭科  罗书径 《表面技术》2019,48(9):287-292
目的 改善CrC薄膜的制备工艺,提高薄膜的结合强度。方法 采用射频偏压辅助磁控溅射技术,以Cr和石墨为靶材,C2H2为反应气体,在M42高速钢表面制备梯度Cr/CrC膜。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、Raman光谱仪分析薄膜的微观形貌、成分组成、键结构,用纳米压痕仪、洛氏硬度计对薄膜的结合性能进行评价。结果 成功制备了表面致密均匀的梯度Cr/CrC薄膜,薄膜中sp3键含量随石墨靶射频功率的增加而呈现先增大后减小的趋势。薄膜的结合强度随射频功率的增大而先增大后减小,射频功率为250 W时,薄膜中含有最多的sp3键,并且有最高的硬度,硬度值为21 GPa。结论 纯Cr过渡层能有效吸收薄膜中的内应力,改善膜/基结合性能,对Cr/CrC薄膜结合强度有明显增强作用。石墨靶的射频功率大小对梯度Cr/CrC膜的结构和结合强度有显著影响,射频功率为250 W时,制备出的薄膜具有最高的硬度和结合强度。  相似文献   

10.
以恒压阳极氧化方法在钛基体上制备TiO2氧化膜,使用水热釜模拟深海热液区的条件研究其耐腐蚀性能。采用XRD、SEM、接触角测定仪对氧化膜以及腐蚀试样产物进行晶型、表面结构、化学成分和亲疏水性能测定,使用动电位扫描方法对其进行极化曲线测试。结果表明,钛试样和阳极氧化钛试样在模拟深海环境条件下,经过腐蚀反应在表面都生成了一层非致密的TiO2膜,对基体并不能起到保护作用,而阳极氧化生成的致密TiO2膜对基体能够起到很好的保护作用。经腐蚀后钛试样表面有TiH2相的形成,腐蚀电位负移0.45 V。而阳极氧化钛试样表面没有TiH2相的形成,且腐蚀电位负移较小,表现出良好的耐腐蚀性能。  相似文献   

11.
Titanium tetrachloride (TiCl4) treatment was employed to TiO2 coating deposited on fluoride-doped tin oxide (FTO) conducting glass and indium oxide doped tin oxide (ITO) conducting glass, respectively. The nano-crystalline TiO2coating was deposited using a composite powder composed of polyethylene glycol (PEG) and 25 nm TiO2 particles by vacuum cold spraying (VCS) process. A commercial N-719 dye was used to adsorb on the surface of TiO2 coating to prepare TiO2 electrode, which was applied to assemble dye-sensitized solar cell (DSC).The cell performance was measured under simulated solar light at an intensity of 100 mW·cm-2.Results show that with an FTO substrate the DSC composed of a VCS TiO2 electrode untreated by TiCl4 gives a short-circuit current density of 13.1 mA·cm-2 and an open circuit voltage of 0.60 V corresponding to an overall conversion efficiency of 4.4%. It is found that after TiCl4 treatment to the VCSTiO2 electrode with an FTO substrate, the short circuit current density of the cell increases by 31%, the open-circuit voltage increases by 60 mV and a higher conversion yield of 6.5% was obtained. However, when an ITOsubstrate is used to deposit TiO2 coating by VCS, after TiCl4 treatment, the conversion efficiency of the assembled cell reduces slightly due to corrosionof the conducting layer on the ITO glass by TiCl4.  相似文献   

12.
Sensitized-type solar cells based on ZnO photoanode and CdS quantum dots (QDs) as sensitizers have been fabricated. Both ZnO films and CdS QDs are prepared using ultrasonic spray pyrolysis (USP) deposition technique. This method allows a facile and rapid deposition and integration between CdS QDs and ZnO films without the need for post thermal treatment. The photovoltaic performances of the cells are investigated. The results show that the performance of the cell based on all USP deposited CdS sensitized ZnO photoanode achieves maximally a short circuit current density of 6.99 mA cm−2 and a power conversion efficiency of 1.54%.  相似文献   

13.
Hierarchically organized nanostructures were fabricated by growing SnO2 nanoparticles on a fluorine-doped tin oxide/glass substrate via a laser ablation method. Cauliflower-like clusters consisting of agglomerated nanoparticles were deposited and aligned with respect to the substrate with a large internal surface area and open channels of pores. The morphological changes of SnO2 nanostructured films were investigated as a function of the oxygen working pressure in the range of 100–500 mTorr. A nanostructured scaffold prepared at an oxygen working pressure of 100 mTorr exhibited the best photoelectrochemical (PEC) performance. A Ti:Fe2O3-SnO2 nanostructured photoanode showed the photocurrent that was 34% larger than that of a Ti:Fe2O3 flat photoanode when the amount of Ti:Fe2O3 sensitizer was identical for the two photoanodes. The larger surface area and longer electron lifetime of the Ti:Fe2O3-SnO2 nanostructured photoanode explains its improved PEC performance.  相似文献   

14.
晶硅衬底参数对太阳电池输出特性的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
利用晶硅电池模拟软件PC1D研究晶硅衬底的厚度、少子寿命及掺杂浓度对电池输出特性的影响规律。结果表明:晶硅衬底的厚度对电池输出特性的影响与其少子的扩散长度有关,衬底厚度的减小有利于其开路电压的提高,存在一最佳厚度值使其转换效率、短路电流及填充因子最高;当少子的扩散长度远大于衬底厚度时,电池的输出特性几乎与衬底厚度无关;当衬底少子扩散长度与衬底厚度的比值为2.5~3.0时,电池的转换效率最高;晶硅衬底的掺杂浓度在5×1015~1×1017cm 3之间,即电阻率在0.2~3.0.cm范围内时,晶硅电池能获得良好的输出特性。  相似文献   

15.
Preparation and crystalline phase of a TiO2 porous film by anodic oxidation   总被引:2,自引:2,他引:0  
Anatase titanium dioxide is an active photocatalyst, but it is difficult to immobilize on the substrate. A crystalline TiO2 porous film was prepared directly on the surface of pure titanium by anodic oxidation in this work. Constant voltage and constant current anodic oxidation were adopted with sulphuric acid used as the electrolyte, pure titanium as the anode and copper as the cathode. The morphology and structure of the porous film on the substrate were analyzed with the aid of Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM) and X-ray Diffraction (XRD). The effects of the parameters of anodic oxidation (such as voltage, the concentration of sulphuric acid, anodization time and current density) on the aperture and the crystalline phase of the TiO2 porous film were systematically investigated. The results indicate that the increase of current density facilitates the augment of the aperture and the generation of anatase and mille. In addition, the forming mechanism of anatase and mille TiO2 porous films was discussed.  相似文献   

16.
Polycrystalline cadmium sulphide (CdS) thin films have been prepared by spraying a mixture of an equimolar aqueous solutions of cadmium chloride and thiourea on preheated fluorine doped tin oxide (FTO) coated glass substrates at different substrate temperatures. The cell configurations n-CdS/1 M (NaOH + Na2S + S)/C were used for studying the capacitance-voltage (C-V) characteristics in dark, current-voltage (I-V) characteristics in dark and under illumination, photovoltaic power output and spectral response characteristics of the as deposited thin films. Photoelectrochemical study shows that as deposited CdS thin films exhibits n-type of conductivity. The spectral response characteristics of the films at room temperature show a prominent sharp peak at 500 nm leading to optical bandgap energy of 2.48 eV. It is found that fill factor and efficiency are maximum for photoelectrode deposited at 300 °C. This is due to low resistance; high flat band potential, maximum open circuit voltage as well as maximum short-circuit current. The measured values of efficiency (η) and fill factor (FF) are found to be 0.17% and 0.38 respectively for film deposited at 300 °C.  相似文献   

17.
利用双阴极等离子溅射技术在Ti-6Al-4V(TC4)合金表面沉积Nb涂层,采用XRD、XPS和SEM研究涂层的组成及横截面形貌,并采用电化学工作站对涂层与基体的电化学性能及其钝化膜半导体特性进行研究。电化学测试均在模拟人体体液环境的Ringer's溶液中37℃下进行。结果表明,Nb涂层厚度约为18μm,无孔洞、裂纹等缺陷,在(200)晶面呈现择优取向。涂层表面钝化膜成分主要为Nb2O5。相比TC4基体,涂层具有更高的开路电位EOCP、腐蚀电位Ecorr和更低的腐蚀电流密度Icorr;涂层与基体合金试样均表现出单一容抗弧,但涂层具有更高的阻抗和较低的有效电容值;两种试样的钝化膜均表现出n型半导体特性,在不同的成膜电位Ef下,Nb涂层的钝化膜具有更低的平带电位Efb,施主密度Nd和扩散系数D0。  相似文献   

18.
电子束蒸发镀铬制备凹印版材耐磨层的研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
利用电子束蒸发镀技术在铜表面沉积铬层,并对制备的工艺,涂层的性能行了初步研究.结果显示,采用低电压(6kV)和低束流(50mA、60mA))蒸镀时,沉积速度适中,所得的膜层呈银白色且光亮,内应力较小,无开裂现象,镀层厚度均匀,硬度较高,且与基体结合良好.适当控制电子枪的工艺参数和烘烤时间可以增加薄膜与基体的结合力.  相似文献   

19.
为了获得1.3 GHz功率耦合器的镀铜膜,研究不同电流密度和沉积时间对镀铜膜剩余电阻率(RRR)的影响。电流密度分别为1、1.5和2 A/dm~2,沉积时间为1~6 h,讨论了铜膜RRR值、微观形貌、表面粗糙度和织构随镀层厚度的变化。结果表明,随着电流密度减小和沉积时间延长,表面粗糙度变大,铜膜RRR值增大。在电流密度为1和1.5 A/dm~2下沉积的铜膜,随着沉积时间的增加,晶胞结节变大,(111)晶面的织构系数增加,铜膜RRR值变大。在电流密度为2 A/dm~2下沉积的铜膜中含有孔洞缺陷,导致铜膜的RRR值显著下降。硬X射线自由电子激光装置的1.3 GHz功率耦合器的铜膜采用电流密度为1 A/dm~2,沉积时间为4 h的镀铜工艺,其铜膜RRR值、铜膜与基体结合力、高低温适应性以及微波功率均满足实际工程应用。  相似文献   

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