溶胶-凝胶法制备二氧化硅薄膜及其性能研究

首先通过溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯(Tetraethyl orthosilicate,TEOS)为前驱体,硝酸(HNO3)为催化剂,制备出二氧化硅溶胶。采用浸渍提拉法在金属表面涂覆二氧化硅胶膜,并经热处理后制备出二氧化硅薄膜。向溶胶中添加F-硅烷偶联剂对薄膜的疏水性能进行改善。采用FT-IR、SEM、TG系统分析了薄膜的化学组成、微观形貌和热稳定性,研究了不同原料比、成膜温度对薄膜硬度、附着力及耐腐蚀性能的影响。结果表明,当硅、酸物质的量比为15∶1时,二氧化硅薄膜的硬度最高,可达9H;附着力最好,最高达2级;耐盐雾腐蚀性能最好,最高盐雾时间为25 min;且通过SEM分析可知薄膜的表面裂纹最少,且无明显凝胶析出物;通过热失重的分析表明溶胶反应温度对薄膜热稳定性的影响不大。     

涂层工艺对KH570-SiO_2复合薄膜耐腐蚀性能的影响

采用溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯(TEOS)和γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH570)为前驱体,在碳素钢片上和铝片上制备有机-无机复合防腐薄膜。本实验采用盐雾腐蚀实验对复合薄膜的防腐蚀性能进行了表征,探讨了两种前驱体比例、pH值、回流温度等溶胶凝胶过程工艺条件对防腐涂层结构及防腐性能的影响,并初步比较了不同基板上薄膜的耐腐蚀性能。结果表明,当TEOS/KH570=1∶1,pH值为4.5时达到最佳防腐性能:在铝板上能够耐盐雾腐蚀240小时以上和钢板上耐盐雾腐蚀8小时以上。     

用溶胶凝胶法制备PZT铁电体薄膜

本文选择非极性溶剂ＡｃＡｃ在大气中保护金属醇盐制备钛锆酸铅（ＰＺＴ）铁电体薄膜，当ＰＺＴ〈０．５ｍｏｌ／Ｌ时可生成稳定溶胶，ＰＺＴ能均匀分散在溶剂中，在４００℃除去残余有机物，然后在４００￣７００℃使薄膜晶化生成钙钛矿结构为主的多晶薄膜。本文利用ＸＲＤ、ＴＥＭ、ＩＲ及热分析技术对ＰＺＴ薄膜的形成及晶化等变化进行了分析和探讨。     

TiO2-V2O5纳米复合薄膜的溶胶-凝胶制备及性能研究

采用溶胶-凝胶技术,以钛酸丁脂、V2O5粉末为原材料制备了纳米结构的TiO2-V2O5复合薄膜.使用XRD、FTIR、AFM、UV-VIS-NIR分光光度计等方法研究了复合薄膜的特性.实验结果表明:复合薄膜具有纳米孔洞结构;随V2O5含量的增加,TiO2晶相由锐钛矿向金红石的转变率大大提高,从500℃时纯TiO2的0.42%增加到含30%V2O5时的80.5%;复合薄膜在紫外区域的吸收显著增强,吸收边缘发生了红移.     

热处理对溶胶-凝胶TiO2薄膜的晶相转变和性能影响

以钛酸丁酯（TPOT）为有机醇盐前驱体，采用溶胶－凝胶技术制备了TiO2溶胶。为测量方便起见，分别制备了凝胶粉体和薄膜，并对样品进行了不同温度的热处理。X射线衍射（XRD）、椭偏仪和紫外－可见光谱（UV－vis)的测量表明：随热处理温度的升高，TiO2的结构由非晶到锐钛矿再到金红石相转变，400℃为锐钛矿相，600℃开始出现金红石相，800℃完全转变为金红石相；晶粒尺寸随热处理温度的升高而逐渐增大，锐钛矿结构的晶粒尺寸范围是2.5-5.5nm，金红石结构的晶粒尺寸范围是5.9-6.8nm；TiO2薄膜的折射率随热处理温度的升高而增大，同时薄膜厚度降低；禁带宽度随热处理温度的升高而增大，同时薄膜厚度降低；禁带宽度随热处理温度升高而变窄，锐钛矿结构的禁带宽度为3.45eV，而金红石结构的禁带宽度为3.30eV。     

内层致密膜的制备过程对溶胶-凝胶复合TiO2薄膜的影响

采用溶胶-凝胶法在导电玻璃上制备了致密-多孔复合TiO2薄膜,采用场发射扫描电镜(FE-SEM)和紫外-可见分光光度计,分析了光阳极薄膜的表面形貌和吸光度;用天然染料组装了DSSC,研究了致密膜成膜方式和陈化时间对DSSC电学性能的影响。结果表明:致密膜自然晾干的光阳极具有最好的表面形貌,DSSC具有较大的短路电流,当溶胶陈化时间为48h时,复合TiO2薄膜具有最大的吸光度,制备的DSSC电性能具有最大的开路电压和短路电流。     

TiO2/ZnO纳米复合薄膜溶胶-凝胶法制备与表征

采用溶胶-凝胶法在普通载玻片表面制备了TiO2/ZnO纳米复合薄膜并进行了SEM、XRD和EDS分析与表征.结果表明,复合薄膜微观结构和结晶化程度都强烈依赖于钛相对百分含量;随着钛含量减少,薄膜微裂纹消失,由晶化相趋向于玻璃态后又逐步趋向于结晶态.     

退火处理对溶胶-凝胶法制备AZO薄膜性能的影响

采用溶胶-凝胶旋涂法在普通载玻片衬底上制备出Al3 掺杂ZnO(AZO)薄膜.对所制备的薄膜在空气气氛中进行了不同温度(400～600℃)的退火处理,并在500℃下的不同气氛(氢气和氩气)中进行退火处理.利用XRD和SEM等分析手段对薄膜进行了表征,测定了薄膜的透光性.研究表明,随空气中退火温度的提高,ZnO薄膜(002)衍射峰强度得到增强,半高宽逐渐减小,透射率从85%提高到95%.薄膜晶粒尺寸范围为23.50～29.80 nm;在氢气和氩气气氛下退火得到的薄膜性能均优于在空气中退火得到的薄膜性能.     

复合钒钛酸干凝胶薄膜的制备及表征

以V2O5粉末和钛酸丁酯为原料,采用溶胶一凝胶法制备了复合钒钛酸干凝胶(H2V12-xTixO31-y·nH2O(0≤x≤8))薄膜,并时其进行了红外光谱、X射线光电子能谱、热重和X射线衍射分析.结果表明,随着Ti含量的增加,HzV12-xTixO31-y·nH2O中与V有关的振动吸收峰向低频方向移动,且强度减弱;干凝胶薄膜中V以+4价和+5价状态存在,Ti以+4价状态存在;复合钒钛酸干凝胶薄膜为层状结构,Ti取代部分V后改变了层间距,并且其变化是非单调的.     

热分解气氛对溶胶-凝胶法制备BLT铁电薄膜性能的影响

研究了热分解气氛对溶胶-凝胶法制备在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上的Bi3.25La0.75Ti3O12 (BLT)薄膜铁电性能的影响.在400℃时空气或氧气气氛下热分解20min,接着在700℃时氧气气氛下退火30min.氧气气氛下的热分解能充分分解掉薄膜中的有机成分,而空气气氛下的热分解使炭、氢有机成分部分残留在薄膜中.有机成分的不完全分解影响了退火过程中BLT薄膜晶化时晶粒的生长.表现出生长取向和晶粒尺寸对BLT薄膜铁电性能的影响.氧气和空气气氛下热分解的薄膜的剩余极化(Pr)和矫顽电场(Ec)分别为18.85μC/cm2,119.7kV/cm和12.56μC/cm2、112.5kV/cm.氧气气氛下热分解的薄膜的剩余极化值显著提高.所以热分解是控制铁电性能的重要步骤.     

明胶-壳聚糖复合膜的制备与性能

制备了一系列不同配比的明胶-壳聚糖复合膜,研究了壳聚糖含量对复合膜力学性能、吸湿性能的影响,通过X射线衍射和红外光谱分析了复合膜的结构。结果表明,复合膜及纯壳聚糖膜的断裂伸长率和拉伸强度均大于纯明胶膜,壳聚糖的加入可改善膜的力学性能。随壳聚糖含量的增加,复合膜的吸湿率增大。明胶与壳聚糖分子间存在较强的相互作用,与明胶共...     

不同淀粉原料对淀粉-壳聚糖复合膜性能的影响

目的 研究不同淀粉原料对复合膜性能的影响,为淀粉基膜的原料选择提供参考.方法 选取土豆淀粉、红薯淀粉、绿豆淀粉、豌豆淀粉、木薯淀粉、小麦淀粉等6种常见的市售淀粉为原料,将30 g/L的淀粉溶液和20 g/L的壳聚糖溶液以1:1的体积比混合,再添加一定量甘油为增塑剂,浇铸成膜,测定膜的力学性能和渗透性能.通过X-射线衍射、红外光谱、扫描电镜和接触角等仪器对复合膜的性能和结构进行表征分析.结果 不同淀粉基复合膜间的性能存在较大差异.当土豆淀粉直链质量分数为14％时,复合膜的断裂伸长率和透气性相对最好,断裂伸长率可达55.65％,氧气透过系数为75.52 cm3/(m2·24 h·0.1 MPa);当小麦淀粉支链质量分数为27％时,复合膜的抗拉强度和阻隔性能相对最好,抗拉强度可达14.04 MPa,氧气透过系数为3.31 cm3/(m2·24 h·0.1 MPa),水蒸气透过系数为24.51 g/(m2·24 h).复合膜均为亲水性材料,且各成膜物质之间具有良好的相容性.结论 当淀粉直链质量分数较高时,复合膜的抗拉强度和阻隔性能较好;当淀粉支链质量分数较高时,复合膜的断裂伸长率较好,阻隔性能较差.淀粉原料不同,复合膜材料的特性也不同,可满足产品对包装材料性能的不同需求.     

四种多元醇增塑剂对淀粉-壳聚糖复合膜的性能研究

目的探究多元醇作为增速剂对淀粉-壳聚糖薄膜材料性能的影响,评估4种多元醇的增塑效果,并选出最优。方法将4种不同的多元醇作为增塑剂,通过流延法制备壳聚糖-淀粉薄膜,分析增塑剂含量对材料力学性能的影响,并通过扫描电镜、傅里叶红外、X-射线衍射、静态接触角对复合膜的结构和性能进行表征。结果将单一多元醇作为增塑剂加入淀粉-壳聚糖溶液,当添加质量分数为15%的甘露醇时,拉伸强度为最大值,为53.39 MPa;当添加质量分数为60%的甘油时,断裂伸长率最大,为45.11%。当甘油质量分数为50%时,综合效果较好,拉伸强度为21.36 MPa,断裂伸长率为35.33%。结论复合膜中淀粉与壳聚糖具有良好的相容性,添加增塑剂有利于改善复合膜的力学性能。多元醇增塑剂处于低浓度或中等浓度范围时,不具有有效的增塑作用。在4种多元醇增塑剂中,甘油的综合效果最好,所制备的膜具有较优的综合性能。     

不同高阻隔复合膜在带有沟槽的真空绝热板上的适用性研究

为进一步提高真空绝热板的适用场所,从异形真空绝热板的发展趋势进行分析,重点研究了高阻隔复合膜对异形真空绝热板的影响,通过对比市面上主流的几款高阻隔复合膜,分析在带有沟槽的异形真空绝热板上使用的可行性,并通过导热系数等对比实验进一步验证,得出最佳膜材选择方案,从而为带有沟槽的真空绝热板量产化提供参考依据。     

Pr掺杂对ZnO透明导电薄膜光电性能的影响

采用溶胶-凝胶法在石英玻璃基片上制备出了Pr掺杂ZnO透明导电薄膜,研究了Pr掺杂对ZnO透明导电薄膜结构、形貌、光学和电学性能的影响。实验结果表明,Zn1-xPrxO薄膜均为纤锌矿结构,当Pr掺杂含量为1%时,Zn1-xPrxO薄膜的结晶质量最好、可见光平均透过率最高、电阻率最低,具有最佳的光电综合性能。     

碲基复合材料薄膜的三阶非线性光学特性

采用电化学诱导溶胶-凝胶法在导电玻璃片上制备了具有三阶非线性光学特性的碲基复合薄膜材料. 采用SEM( 扫描电镜)和EDX( X 光电子能谱)对薄膜的表面形貌和组成进行表征; 应用分光光度计得到薄膜的透射光谱、反射光谱、吸收光谱, 并结合脉冲激光器和 Z 扫描方法测量薄膜的三阶非线性光学特性. 实验结果表明制备的薄膜呈网状结构, 表面组分主要包括Si、Te、O元素; 薄膜在波长为1064nm处呈现负的非线性折射效应和饱和吸收的性质, 其非线性折射系数和非线性吸收系数分别为-4.18×10 ^{- 13} m²/W和-1.6×10 ^{- 6} m/W, 表明了碲基复合薄膜有较强的非线性光学效应, 得到三阶极化率为1.13×10 ^{- 14} (m/V)², 表明复合薄膜具有优良的三阶非线性光学性能.     

SiO2／TiO2复合薄膜光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法和浸渍提拉法在玻璃表面镀制了SiO2/TiO2复合薄膜,以SEM,XPS,UV-Vis等手段对其进行了表征;通过对亚甲基蓝的降解反应,研究了SiO2/TiO2复合薄膜在紫外光下的光催化性能。结果表明:在玻璃片上预镀SiO2层使TiO2薄膜中的Na 和Mg2 含量明显降低,同时,有利于TiO2薄膜中晶粒的长大,提高了光催化性能。     

不同Ti含量的W-Ti-N复合膜的微结构及性能研究

采用多靶反应磁控溅射技术制备一系列不同Ti含量的W-Ti-N复合膜。采用X射线衍射仪、扫描电镜、纳米压痕仪等检测方法对薄膜的微结构和力学性能进行表征。采用UMT-2功能摩擦试验机,在室温、大气环境、无润滑的条件下对W-Ti-N复合膜的摩擦性能进行评价,同时,探讨薄膜的致硬机理和摩擦机制。结果表明:Ti含量(原子分数,下同)为5%~23.48%时,薄膜硬度处于峰值区,硬度值最高可达39GPa,摩擦因数在0.4左右。当Ti含量高于23.48%时,硬度随着Ti含量增加而下降,摩擦因数随Ti含量的增加而升高。     

纳米纤维素/壳聚糖复合膜的制备和性能

目的获得力学性能和阻隔性能优异的食品包装用壳聚糖膜。方法通过超声法由糠醛渣纤维素制备纳米纤维素(NCC),将其与壳聚糖(CS)共混流延制备纳米纤维素/壳聚糖复合膜(NCC-CS)。结果复合膜中NCC质量分数为5%时,NCC-CS的拉伸强度比纯CS膜提高了30%,NCC-CS的透湿量比纯CS膜降低了24%。SEM分析结果表明NCC-CS复合膜微观结构致密。FT-IR和XRD的分析结果表明CS与NCC间存在着较强的相互作用。结论 NCC的加入对CS膜的力学性能和阻隔性能的提高有促进作用。     

铅过量PLZT铁电薄膜的制备及其电学性质研究

采用Sol Gel法 ,在Pt TiO2 Si基片上制备了具有不同铅过量 (0— 2 0mol% )的PLZT铁电薄膜。分析了薄膜的晶相结构 ,研究了铅过量对PLZT铁电薄膜的介电性能和铁电性能的影响。结果表明 ,各薄膜均具有钙钛矿型结构 ,且各薄膜均呈 (110 )择优取向。PLZT铁电薄膜的介电性能和铁电性能随铅过量的变化而改变。铅过量为 10mol%的薄膜具有最佳的的介电性能和铁电性能。