聚对二甲苯 /SiO2复合薄膜的制备及光学性能研究

聚对二甲苯是一种可应用于光学器件和晶体保护的新型高分子材料。采用真空化学气相沉积法制备聚对二甲苯薄膜,并通过提拉镀膜法在其表面镀制一层SiO2增透膜,可提高薄膜的透射率至90％以上。用FT-IR、紫外一近红外分光光度计和XPS对聚对二甲苯／SiO2复合薄膜结构和光学性能进行了表征和测试,并初步研究了薄膜受紫外光辐照而产生光氧化现象的机理。     

宽谱增透双层TiO2-SiO2/SiO2薄膜的制备与性能

采用溶胶-凝胶法制备了双层TiO_2-SiO_2/SiO_2薄膜,调控了底层薄膜的折射率及双层薄膜不同的厚度匹配,研究了在不同厚度匹配下薄膜的光学性能。通过场发射扫描电子显微镜、椭偏仪、紫外-可见-红外分光光度计研究了薄膜的微观结构、厚度、折射率和光学透过率。研究表明:以TiO_2与SiO_2混合溶胶镀膜获得了折射率可调(1.5～2.0)的薄膜,在TiO_2-SiO_2层与SiO_2层的厚度分别约为160 nm、90 nm时获得了光学性能较优的薄膜,薄膜在光学宽谱380～1 100 nm范围内表现出明显的增透效果,可见光最高透过率可达97.5%,宽谱平均透过率为93.9%。     

硫酸盐掺杂导致KDP晶体开裂的研究

采用传统降温法生长了掺杂不同浓度的SO42-离子KDP晶体,研究分析了晶体的宏观缺陷及开裂形式,从晶体生长角度初步分析了硫酸盐掺杂导致KDP晶体开裂的主要原因。实验表明,随着SO42-离子掺杂浓度的增大,KDP晶体的主要开裂形式是垂直于生长层{101}面的裂纹;晶体中裂纹存在的区域都分布有大量层层平行于生长层的母液包藏。随着SO42-离子掺杂浓度的进一步增大,晶体内包藏呈云雾状分布,裂纹不规则,晶体质量严重下降,透明度降低。     

聚乳酸/聚乙二醇/SiO2杂化薄膜的制备及性能研究

以正硅酸乙酯、聚乳酸与聚乙二醇为主要原料，采用溶胶-凝胶法在玻璃衬底上制备有机与无机杂化薄膜，研究了制备条件对薄膜性能的影响。结果表明：所制备的薄膜与衬底有很好的附着力；在380-800nm波段范围，镀有薄膜的玻璃对光的平均透过率在92％以上，且不需要光照就能长时间保持超亲水性达20天以上；pH值及溶胶陈化时间是影响薄膜亲水性的重要因素。     

聚氯代对二甲苯薄膜聚集态结构的研究进展

介绍了国内外聚氯代对二甲苯薄膜(PC膜)聚集态结构的研究动态,包括PC膜聚集态结构的表征,随沉积条件、温度变化的演变及其与宏观性能的关系。对PC膜聚集态结构的表征主要局限于晶胞结构、细观形貌。在沉积条件中,沉积压力和温度是影响PC膜聚集态结构的主要因素,同时PC膜在高温下会发生晶相转换以及结晶度的变化,而其聚集态结构的差异会对PC膜的透湿性、力学性能及其表面性能产生显著影响。针对PC膜面向微器件的应用,进一步提出在其聚集态结构方面有待深入研究的问题。     

单分散SiO2胶体球制备及其胶体晶体组装

运用胶体化学法在乙醇介质中合成SiO2胶体球,将制得的样品在30℃下用双氧水浸泡处理48h.用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外光谱(FT-TR)、Zeta电位仪和标准氢氧化钠滴定法对其形貌、结构和表面电学性质进行分析.结果表明样品平均粒径为292nm,平均标准偏差小于5%;经双氧水浸泡处理后,SiO2胶体球表面羟基数目增多,在水溶液中的Zeta电位从-55.72mV提高到-63.26mV,表面电荷密度从0.19μC/cm2提高到0.28μC/cm2.通过垂直沉积法,在40℃和60%相对湿度条件下制备出有序性较好、密排结构的SiO2胶体晶体.在SEM下,观察到这种胶体晶体是面心立方(fcc)密排结构,其(111)晶面平行于基底.透射光谱表明,所制备的胶体晶体在(111)方向具有光子晶体的不完全带隙性质.     

聚二甲基硅氧烷/SiO2杂化材料的制备与性能研究

采用草酸作为干燥控制化学添加剂（DCCA），通过溶胶-凝胶（Sol-Gel）过程制得了两相间以共价键结合的透明块状PDMS/SiO2有机无机杂化材料。通过FTIR、TG、DSC、UV-VIS等方法对材料进行了分析和测试。结果表明，此杂化材料中没有相分离，且具有良好的透光性和热稳定性。     

KDP晶体包裹体的拉曼光谱研究

激光显微拉曼光谱对KDP晶体包裹体研究发现,相邻锥扇界附近的球形溶液包裹体串只有水溶液,而柱面扩展包藏和含高密度散射颗粒的KDP晶体都存在CO₂和H₂S等杂质分子.我们推断,柱、锥面包裹体成分的不同与晶体不同面的生长特征有关,CO₂等杂质气体分子的存在是柱面包裹体和散射颗粒形成的原因之一.     

化学改性聚氯代对二甲苯薄膜表面润湿性的研究

采用了一种自制的改性剂对聚氯代对二甲苯薄膜表面改性,研究了不同改性剂浓度以及反应时间对聚氯代对二甲苯薄膜表面改性效果的影响,用X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了改性前后薄膜的表面特性.结果表明,改性剂浓度为1.5mol/L和反应处理时间为10min时处理效果最好,聚氯代对二甲苯薄膜表面与去离子水的接触角从未改性时的96.49°减小到改性后的67.5°,改性后的聚氯代对二甲苯薄膜表面能由未改性时的14.335mJ/m2提高到34.798mJ/m2,薄膜表面氯元素含量显著降低.     

SiO2微球的制备及其自组装行为研究

采用Stober溶胶-凝胶法制备了粒径约为150～220nm的单分散SiO2微球,利用DLS、SEM等对样品进行了表征,并探讨了TEOS用量、氨水用量及去离子水量等因素对合成SiO2微球的影响.采用垂直沉积技术研究了SiO2微球的自组装行为,在相对湿度为70%、温度为25℃的稳定环境下成功地制备了大面积具有六方密堆结构的三维SiO2光子晶体.     

KDP晶体光学均匀性检测实验研究

本文阐述了正交偏振干涉测量技术的基本原理和实验方法.Fizeau干涉仪的输出激光束经过线偏振镜后变为线偏振光,调整偏振方向让光束的偏振态分别平行于KDP晶体的o轴和e轴,得到两幅干涉图.通过这两幅干涉图的差值得到晶体的折射率分布不均匀性.该检测技术借助可改变输出激光偏振态的大口径干涉仪精确地测量晶体在切割方向上.光折射率和e光折射率的偏差.本文所采取的方法是在大口径干涉仪的小端口放入可改变偏振方向的线偏光镜.本文通过对一批330mm×330mm的大口径KDP晶体的折射率均匀性测量验证了该方法.     

PMMA/SiO2复合气凝胶的研制

利用溶胶-凝胶技术和超临界干燥技术,制备了PMMA/SiO2复合气凝胶,并对气凝胶样品进行了表征。     

催化条件对SiO2静电自组装薄膜光学性质的影响

用NH3·H2O催化和先后经HCl、NH3·H2O、HCl依次分步催化分别制备了SiO2溶胶.在低折射率的玻璃基片上用静电自组装(electrostatic selfassembly multilayer,ESAM)法制备了聚电介质PDDA与SiO2的光学增透薄膜.研究了制备SiO2溶胶的催化条件对SiO2的光学增透薄膜在可见光区透光特性的影响.用傅立叶红外光谱仪(FT-IR)、X光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)对薄膜进行了组成和结构分析,用721分光光度计测试薄膜的透光性能.结果显示,两种薄膜都使基片的透过率得到大大增加.NH3·H2O催化SiO2溶胶制备的SiO2光学增透膜使基片在波长为520nm处透过率达到99.2%,相对于HCl与NH3·H2O分步催化制备的薄膜强,但薄膜的耐刮伤能力较相对较差.     

SiO2热控涂层的制备

用离子束溅射工艺在石英、LY12和卫星蒙皮材料上制备了不同厚度和发射率的SiO2薄膜,研究了厚度对薄膜光学、热学性能的影响规律。用直流磁控溅射工艺制备了氧化铟锡(ITO)薄膜,研究了厚度对薄膜光学、电学性能的影响规律。利用前两部分研究成果在LY12和卫星蒙皮材料上制备成功了发射率可达0.45、光谱反射率大于0.7、同时电性能满足空间抗静电要求的复合热控薄膜。     

白宝石上生长SiO2薄膜的工艺

用射频磁控反应溅射法,以高纯Si为靶材,高纯O2为反应气体,在白宝石上制备SiO2薄膜。对影响薄膜生长的工艺参数进行了分析,测试了薄膜的成分,并研究了薄膜的红外光学性能。结果表明,制备的薄膜中Si和O形成SiO2化学键,计算出的O与Si的原子比接近2:1,采用射频磁控反应溅射法在白宝石上能够沉积出SiO2薄膜。制备出的SiO2薄膜对白宝石衬底有较好的增透作用。     

不同氧氩比例对氧化硅(SiO2)薄膜的结构及性能的影响

在不同氧氩比例气氛下,采用反应直流磁控溅射方法制备了SiO2薄膜.利用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、原子力显微镜（AFM）和紫外可见光谱（UV-Visible spectrum）等研究了氧氩比例的不同对SiO2薄膜的晶体结构、化学配比、表面形貌和光学性能的影响.结果显示：室温下,不同氧氩比例的SiO2薄膜都为非晶结构;随着氧分量的增加,Si2p与O1s向高结合能方向移动;在氧分量较大的气氛下,SiO2薄膜的化学失配度较小,薄膜均匀,致密,在400-1100nm有良好的光透过性.     

溶胶－凝胶法在金属表面制备TiO_2－SiO_2系薄膜的研究

本文介绍以钛酸丁酯和正硅酸乙酯为前驱物、用溶胶。凝胶法在不锈钢金属基体表面制备晶态或非晶态的ＴｉＯ＿２－ＳｉＯ＿２系薄膜，ＩＲ测定结果表明有硅。氧－钛网络形成，并对薄膜进行了ＸＲＤ和ＳＥＭ观察。研究结果表明，在不锈钢金属基体上用溶胶－凝胶法选取适当条件可以得到附着力良好以及均匀完整的多种无机物薄膜，显示了该法的应用前景。