Bi／Bi2O3晶格复合热电薄膜的制备及其性能研究

利用射频磁控溅射法在玻璃基片上制备Bi／Bi2O3晶格复合热电薄膜,考察了溅射功率对单层Bi薄膜表面粗糙度和热电性能的影响,结果表明,当溅射功率为22W时,薄膜具有最小的表面粗糙度16.3nm,电导率和功率因子分别为2．9×10^4S／m和5．74μV／k^2m,单层Bi薄膜最佳的工作温度为85～105℃。Bi／Bi2O3晶格复合热电薄膜最佳的溅射层数为5层,其电导率和功率因子分别为9．0×10^4S／m和21．0μN／k^2m,分别比单层Bi薄膜提高了2．1倍和2．65倍。     

多功能的新型软包装材料——SIOx蒸镀薄膜

一、技术现状 硅蒸镀薄膜是利用一氧化硅(Siliconmonoxide)在真空中蒸镀形成的微米级薄膜。由于一氧化硅很不稳定,它很容易氧化成为二氧化硅,所以在分子式中常记为SiOx,其中x值在1-2之间。从原理上说,可用来真空镀膜的蒸发技术都可用来形成硅蒸镀膜,但不同的方法对蒸发源材料的组成有不同的要求,得到的膜组成也不同。除了利用通常的电阻加热或高频感应加热在真空室中可以蒸镀SiOx薄膜外,也可以用电子束(EB)和低温等离子体     

真空蒸镀阻隔包装薄膜——应用在微波炉上的复合包装薄膜制备方法

近年来，迅速发展的微波加热技术给微波食品的包装及需．经微波杀菌消毒的一类商品的包装提出更高的要求，即包装材料不仅要有优良的阻隔性能，而且还要耐高温、微波透过性良好等性能，传统的包装薄膜很难全面具备这些特点。因而日本、意大利、德国、英国、美国、加拿大等工业发达国家投入大量的人力物力研究开发新型的高阻隔性包装材料：SiOX和其他非金属氧化物镀膜包装材料，争取在未来这一技术、材料市场上占据有利地位。这类材料除了阻隔性能可以与铝塑复合材料相媲美外，同时还具有微波透过性好、耐高温、透明、受环境温度影响小等特点，特别在商品保香方面，效果如同玻璃瓶包装一样，长期储存或经高温处理后，不会产生异味。能广泛应用于食品、药品、化妆品、医疗器械等包装安全卫生性能要求高、货架寿命较长的一类商品的包装，尤其适合作为微波加热技术应用的一类商品包装材料。     

Si-Al-Si复合薄膜的制备及电化学性能研究

采用磁控溅射法,通过控制其中Si薄膜的溅射时间,在铜箔集流体上沉积了4种不同Si厚度的Si-Al-Si夹层结构复合薄膜。采用原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)以及能谱仪(EDS)分析样品表面形貌和结构。采用恒电流充放电和慢循环伏安等方法研究了复合薄膜作为锂二次电池负极材料的电化学性能。结果表明,随着Si溅射时间的延长,复合薄膜首周放电容量增加,不可逆容量损失也增加;Si-Al-Si复合薄膜作为锂离子电池负极材料的循环性能随着Si溅射时间的延长而变差,但与纯Si薄膜相比,Al的加入明显降低了首周不可逆容量损失,改善了Si薄膜的循环性能。     

MoS2/Zr复合薄膜的制备及性能研究

采用新型中频磁控溅射技术及多弧离子镀相结合的复合镀膜工艺，在硬质合金YT14基体上制备了MoS2／Zr复合薄膜。采用扫描电子显微镜（SEM）考察MoS2／Zr复合薄膜表面及截面的形貌，利用能谱分析（EDX）薄膜的成分组成。测试涂层的厚度、显微硬度及涂层与基体之间的结合力等性能参数。结果表明：制备的MoS2／Zr复合薄膜结构致密，结合力约为60N，厚度约为2．6μm，硬度约为HV800。     

玉米全粉复合薄膜材料的制备及性能研究

以玉米全粉为主要原料,经糊化、增塑、共混、交联后制备生物降解复合薄膜,研究了原料配比对复合薄膜性能的影响,并由红外光谱分析了薄膜的结构。结果表明,增塑剂分子与玉米粉中的羟基作用,改善了其热塑性能;玉米粉含量为60%时,控制甘油和尿素的量分别为玉米粉质量的0.2和0.25,通过适度交联,薄膜的拉伸强度可基本达到薄膜包装材料的要求,生产成本明显降低。     

用离子束辅助沉积和计算机控制系统制备纳米薄膜复合材料

研制成功了一台计算机控制系统,用来改进用于纳米复合薄膜制备的离子束辅助沉积技术。计算机、石英晶体振荡器和模糊控制器使系统可以准确地调节沉积速率,提高生产效率,确保各种纳米复合薄膜如多层和纳米晶薄膜的质量。     

二氧化铈对准晶真空蒸镀薄膜的影响

采用DMD-450真空镀膜仪将Al65Cu20Fe15准晶粉末沉积在Q235钢表面制备薄膜。研究了二氧化铈对薄膜的组织和结构的影响。采用透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）等分析了薄膜的组织结构和表面形貌。利用纳米压痕仪（MTS）测试了薄膜的显微硬度和弹性模量。结果表明：通过准晶粉末真空蒸镀可以形成准晶薄膜。其组成相有CuAl2，A1Cu3 and I（Al65Cu20Fe15）相等。薄膜的成分取决于制备工艺。二氧化铈对薄膜的结构没有产生明显的影响。但是薄膜的显微硬度和弹性模量随二氧化铈添加量的增加而提高。当二氧化铈添加量为5％（质量分数）时，薄膜的显微硬度达到9．0GPa，弹性模量最高达到190GPa。此外，二氧化铈的添加明显增加了薄膜的耐蚀性能。     

ZnO/SiO2复合薄膜的制备及其阻隔性能研究

目的为了进一步提高氧化锌(ZnO)沉积复合薄膜对氧气的阻隔能力,探索其应用于食品和药品包装材料的可行性。方法采用射频磁控溅射技术(RF),以ZnO和二氧化硅(SiO2)为靶材,在PET塑料表面同时沉积,制备ZnO/SiO2复合薄膜包装材料,并详细分析SiO2的引入对ZnO沉积膜微观结构和阻隔能力的影响,优化ZnO/SiO2的制备工艺。结果SiO2的引入,使ZnO纳米颗粒的形状由片状燕麦变成了球形,当功率密度比PSiO2/PZnO为0.67,氩气流量为20 mL/min,沉积时间为20 min,工作气压为0.5 Pa时,ZnO/SiO2复合薄膜的氧气透过率降低为0.462 mL/(m^2·d),水蒸气透过率有所增加,为0.367 g/(m^2·d)。结论引入合适比例的SiO2,可有效提升ZnO沉积层对氧气渗入的阻隔能力,但SiO2引入量过高时,会加剧纳米裂纹,对复合薄膜的阻隔能力不利。     

铝/改性氟塑料复合薄膜的制备

采用射频磁控溅射技术在改性氟塑料表面沉积铝层,制备了金属/氟化高聚物复合薄膜.利用场发射扫描电镜(FESEM)及能量散射谱(EDS)分析仪对沉积的铝层进行了表面形貌的表征和化学组分的分析.初步探讨了溅射功率、气压和时间等不同溅射参数对铝层结构和铝层在氟塑料表面附着情况的影响.结果表明:溅射功率是决定复合薄膜质量的重要因素,功率过低得不到致密的铝层结构,而且铝层容易从氟塑料表面脱离,功率过高则会产生很强的热效应而使复合薄膜弯曲.溅射气压和时间分别影响铝层在氟塑料表面的沉积速率和生长厚度.     

FePt单层连续膜和颗粒膜的制备与磁性能研究

利用磁控溅射在不同Ar气压下制备了不同膜厚的FePt薄膜。利用透射电镜(TEM)研究了溅射气压和膜厚对薄膜形貌的影响,利用振动样品磁强计(VSM)研究了溅射气压和膜厚对薄膜磁性能的影响。结果表明溅射气压和膜厚对溅射态单层FePt薄膜的表面形貌、颗粒尺寸有很大影响。随着溅射气压的增大,颗粒尺寸减小,从连续膜转变成颗粒膜;随着膜厚的增加,颗粒尺寸变大,从颗粒膜变成连续膜。通过调节溅射气压可以控制FePt的岛状结构,从而获得较理想的FePt颗粒薄膜。溅射气压和膜厚对经过热处理的L10-FePt薄膜的磁性能有很大影响。随着溅射气压增加,形核场由正值转变成负值,矩形比有增大趋势;随着厚度的增加,无序-有序相转变更充分。     

HfO2薄膜的制备与光学性能

采用射频磁控反应溅射法，以高纯热压HfO2陶瓷为靶材，在Si衬底上成功制备出HfO2薄膜。系统研究了工艺参数对薄膜沉积速率的影响规律，并对薄膜的光学性能进行了研究。结果表明，射频功率对薄膜沉积速率的影响最为明显，O2／Ar流量比和衬底温度对沉积速率的作用不明显，所制备薄膜的折射率较高在近红外波段趋于1．95，在500-1650nm波段范围内薄膜几乎无吸收，透过率较高。     

CuInS2薄膜的制备及光学特性

真空共蒸发在玻璃衬底上制备CuInS2薄膜.研究不同Cu、In、S元素配比、不同热处理条件对薄膜的结构、化学计量比及光学性能的影响.实验结果给出:在元素配比中S的原子比x选择极为重要(实验选0.2≤x≤2),本实验Cu、In、S最佳原子比为1:0.1:1.2.用x(Cu).x(In):x(S)=1:0.1:1.2原子比...     

柔性衬底上WOx薄膜的制备及特性研究

采用射频磁控溅射工艺,在柔性PET衬底上低温制备电致变色WOx/ITO/PET多层薄膜.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)分析所制备薄膜的原始态、着色态和退色态的微观结构、表面形貌及W元素的化合价态.结果表明:原始态、着色态及退色态的WOx薄膜均为非晶态;原始态薄膜表面存在较多孔洞,薄膜在LiClO4的乙腈溶液中进行电致变色反应,实验发现着退色态薄膜颜色可发生可逆变化,随Li 的注入和抽出,薄膜表面形貌发生明显变化;XPS分析进一步表明WOx薄膜在原始态中W元素的化合价为W6 ,着色态存在W6 和W5 的混合价态.     

锡基氧化物薄膜的制备与电化学性能

制备了SnOx（1≤x≤2）薄膜,研究了氧化温度对薄膜形貌、结构及性质的影响．结果表明,SnOz薄膜表面光滑．厚度均匀且致密,由纳米尺寸、分布均匀的晶形颗粒组成,颗粒粒径随着氧化温度的升高而逐渐变大;SnOx薄膜电极初始可逆容量随着氧化温度的升高而降低,首次容量损失则随氧化温度的升高而增大．在温度为600℃氧化2h,SnOx薄膜的可再充放电性能最好．     

Hydrophilic properties of nano-TiO2 thin films deposited by RF magnetron sputtering

Microstructure and hydrophilicity of nano-titanium dioxide (TiO₂) thin films, deposited by radio frequency magnetron sputtering, annealed at different temperatures, were studied by field emission scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and water contact angle methods. It is found that the crystal phase transforms from amorphous to rutile structure with increase of annealing temperature from room temperature to 800 °C. It is also indicated that the organic contaminants on the surface of the films can be removed and the oxygen vacancies can be reduced by the annealing treatment. Annealed at the temperature below 300 °C, amorphous TiO₂ thin films show rather poor hydrophilicity, and annealed at the temperature range from 400 to 650 °C, the super hydrophilicity anatase of TiO₂ thin films can be observed. However, when the annealing temperature reaches 800 °C, the hydrophilicity of the films declines mainly derived from the appearance of rutile.     

Sulfidation growth and characterization of nanocrystalline ZnS thin films

Nanocrystalline ZnS thin films are prepared on glass and quartz substrates by sulfurizing ZnO thin films in the H₂S-containing mixture at 500 °C. These films are investigated by X-ray diffraction, scanning electron morphology, optical transmittance and photoluminescence spectra. The results show that the ZnS thin films have the hexagonal structure with a c-axis preferred orientation. Also, these nanostructure ZnS thin films with the grain size of ∼50 nm along the c-axis, exhibit the optical transparency as high as ∼80% in the visible region. It is found that sulfur replacement of oxygen sites in crystal lattices and recrystallization can take place during sulfidation, resulting in an evident increase of the grain size for the sulfurized films. Under the optimum sulfidation time of 2 h, the resultant ZnS thin films have a high crystallinity, low defect concentration and good optical properties with the band gap of 3.66 eV.     

ZnxMg1-xS多晶薄膜的制备及其特性研究

采用真空蒸镀技术,在普通石英玻璃衬底上成功制备出固溶体ZnxMg1-xS多晶薄膜.用X射线能量色散谱仪、原子力显微镜、X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计等对薄膜晶体成分、表面形貌、结构和光学性质做了分析.结果表明当x＝0.9时,固溶体ZnxMg1-xS晶体形貌生长和结晶性良好,为闪锌矿结构;由于镁成分的掺入,ZnxMg1-xS薄膜的(111)峰位相对于ZnS的(111)峰位向大角度方向移动0.14°;光学吸收边相对于ZnS产生了明显的蓝移,其禁带宽度增加0.19 eV,显示了作为短波光电器件材料和紫外探测材料的应用潜力.     

离子束后处理对TiO2薄膜光学性质影响的实验研究

采用中频反应磁控溅射方法和线性阳极层离子源实现了TiO2薄膜在线制备和在线离子束后处理。通过对薄膜光学性质的研究,发现氧离子束后处理对提高薄膜折射率,降低薄膜吸收率具有明显效果。为工业生产中,薄膜的在线制备及后处理提供了切实可行的手段。     

驱动电压对纳米结构Ni_xO_y薄膜电致变色性能的影响

采用掠射角直流反应磁控溅射法制备了膜厚约480 nm的NixOy薄膜。利用场发射扫描电子显微镜和能谱仪对NixOy薄膜的表面和断面形貌及化学组成进行了表征;利用电化学工作站和紫外分光光度计对NixOy薄膜进行了不同驱动电压下循环伏安特性、光学调制幅度、光密度变化以及致色效率的测试;通过改变扫描速度,经线性拟合后计算得到离子扩散速率;从计时电流曲线,获得薄膜致/褪色响应时间。研究表明,80°掠射角溅射沉积的NixOy薄膜表面形貌疏松多孔,断面为斜柱状结构,为离子与电子的注入/抽出提供了较大的比表面积;NixOy薄膜的电化学容量和离子扩散速率在±1.2 V驱动电压下得到了显著提高,从而使薄膜展现出优良的光调制幅度和致色效率。同时,薄膜还表现出良好的循环稳定性和快速响应的特性。