射频等离子体聚合沉积六甲基二硅氧烷

为研究新颖环保的材料表面改性技术,通过射频等离子体聚合方法聚合沉积六甲基二硅氧烷(HMDSO)薄膜,并使用发射光谱、红外光谱、扫描电镜、原子力显微镜等测试方法,研究了HMDSO聚合膜的化学结构和物理形貌。实验结果表明,等离子体放电空间内的活性粒子对聚合膜的组成有直接影响。HMDSO等离子体聚合膜中含有Si—O、—CH3、—OH、C O、C—O等官能团,其表面形貌为微米颗粒堆积膜,是一种新颖的聚合物膜。     

氧等离子体刻蚀CVD金刚石膜

分别采用直流辉光、微波和电子回旋共振3种氧等离子体对CVD金刚石膜表面进行了刻蚀.利用扫描电子显微镜对三种等离子体刻蚀后金刚石膜表面的形貌进行了观察分析.通过对刻蚀后形貌差异的比较,探讨了它们各自的刻蚀机理,并从等离子体鞘层理论出发建立了刻蚀模型.     

氧等离子体刻蚀CVD金刚石膜

分别采用直流辉光、微波和电子回旋共振3种氧等离子体对CVD金刚石膜表面进行了刻蚀．利用扫描电子显微镜对三种等离子体刻蚀后金刚石膜表面的形貌进行了观察分析．通过对刻蚀后形貌差异的比较,探讨了它们各自的刻蚀机理,并从等离子体鞘层理论出发建立了刻蚀模型．     

等离子体引发聚四氟乙烯(PTFE)膜接枝丙烯酸改性研究

利用Ar气氛等离子体为引发手段对PTFE膜进行表面处理,最终实现了在PTFE膜表面接枝丙烯酸.通过XPS和ATR-FTIR对改性膜进行表面分析,表明在PTFE膜的表面形成一层聚丙烯酸(pAAc)薄膜.实验证实PTFE-g-pAAc膜的表面亲水性及表面稳定性较好,克服了等离子体改性效果不稳定的缺点.本研究拓展了PTFE膜材料在其他各相关领域的应用,具有较好的实用价值.     

CF4/CH4等离子体处理聚丙烯的燃烧性能和热稳定性

CF4 CH4 等离子体对聚丙烯进行表面阻燃改性 ,在整个CF4 体积分数范围内可分三个区域 .区域 1(0 %～83 .3 % )内 ,随着CF4 体积分数的增加 ,燃烧速率逐渐增加 .区域 2 (83 .3 %～ 96.2 % )内 ,随着CF4 体积分数的增加 ,燃烧速率反而下降 .区域 3 (96.2 %～ 10 0 % )内 ,随着CF4 体积分数的增加 ,燃烧速率又反而升高 .先经CH4 等离子体预处理 ,在样品表面先沉积一层高度交联的聚合碳膜作为阻挡层 ,在一定程度上提高了聚合物薄膜的阻燃性 ,由实验证实了交联作用对等离子体改性聚合膜的表面所起的阻燃作用     

等离子体电解氧化陶瓷膜的工艺研究

利用等离子体电解氧化技术在铝合金6063表面生成了氧化物陶瓷膜.测试了氧化膜表面厚度和硬度,观察了膜层表面形貌,分析了氧化陶瓷膜的成分,探讨了不同电流密度对形成陶瓷膜厚度和硬度的影响.结果表明:铝合金6063表面陶瓷膜的厚度和硬度随电流密度的增大而提高,但有一极限值平均电流密度极限值为25 A/dm2.;随氧化时间的延长而增厚增硬,但也有一极限值,氧化时间极限值为45 min.     

单面超疏水单面亲水Janus-CA纤维膜的制备及其油水分离性能

传统油水分离装置能耗高、操作复杂,针对这一问题,采用等离子体气相接枝的方法,将八甲基环四硅氧烷(D4)聚合于静电纺丝制备的醋酸纤维(CA)膜表面,制备单面超疏水单面亲水的Janus型CA纤维膜。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)及视频接触角测试仪等对纤维形貌、元素组成及表面接触角进行表征。结果表明:当纺丝液浓度为20 wt%,推注速度为0.20 mm/min,电压为13 kV,接收距离为20 cm时,制备所得纤维较细且粒径分布较为集中;当等离子体处理时间为8 min,功率为80 W时,Janus-CA纤维膜疏水面接触角为150.5°;将8 min、80 W等离子体处理得到的Janus-CA纤维膜用于去离子水和1,2-二溴乙烷混合液的分离,分离率达97.02%±1.25%,且膜通量达(592.59±23.40) L/(m~2·h),在经历5次分离后膜通量仍为(507.94±8.23) L/(m~2·h),分离率为85.06%±0.52%,表明其具有良好的重复利用性。该Janus纤维膜制备工艺简单,分离过程方便,可有效解决油水分离问题。     

大面积金刚石膜生长过程中的缺陷和内应力

采用甲烷和氢气作为气源,在直径为50 mm的抛光单晶硅片上,利用新型微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)装置制备出金刚石膜.用扫描电子显微镜观测金刚石膜的表面形貌,利用激光Raman光谱表征金刚石膜的质量以及X射线衍射检测金刚石膜的成分和晶界缺陷.结果表明V(CH4)/V(H2)为1%,基片温度为845℃时,生长金刚石膜的质量较好,并且具有完整的晶体形貌,但是扫描电子显微镜图×5 000倍时,观察到金刚石膜中明显的晶体缺陷存在,同时X射线衍射图表明金刚石膜的内应力较大.     

葡萄糖氧化酶在氨等离子体改性膜上的固定化

利用等离子体技术使聚丙烯膜表面氨基化，并以此膜为葡萄糖氧化酶的固定化载体．运用光电子能谱法确定了氨等离子体改性处理引起的膜表面化学结构的变化．讨论了氨等离子体处理时，单体流量、处理时间和放电功率等参数对改性膜固定化酶活力的影响     

丙烯酸等离子体改性纳米TiO2/PET复合体非等温结晶动力学

为提高纳米颗粒在聚合物中的分散性,使用丙烯酸(AA)等离子体聚合技术,在TiO2纳米粉体表面包覆均匀的有机聚合物薄膜.将AA等离子体改性纳米TiO2分散在乙二醇溶液中,与对苯二甲酸聚和获得了包含丙烯酸等离子体改性纳米TiO2的PET复合体.使用DSC法研究了AA等离子体表面改性纳米TiO2粉体对PET复合体结晶性能的影...     

DMCPS/CHF3制备的F-SiCOH低k薄膜结构与沉积速率研究

以十甲基环五硅氧烷(DMCPS)和三氟甲烷(CHF3)作为反应气体,采用电子回旋共振等离子体化学气相沉积(ECR-CVD)方法,制备了氟掺杂的SiCOH低介电常数薄膜。研究发现:随着CHF3/DMCPS流量比的增大,薄膜的沉积速率呈"N"型变化。根据薄膜结构和成分的傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)以及放电等离子体中基团分步的光强度标定的发射光谱(OES)分析可知:薄膜沉积速率的变化是由于CHF3进气量的增加导致薄膜生长从以沉积F-SiCOH薄膜为主过渡到以沉积氟化非晶碳(a-C:F:H)薄膜为主的结果。     

MPCVD制备金刚石中的光谱分析

在微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）多晶金刚石的过程中,利用发射光谱法（OES）诊断等离子体中活性基团的分布情况,研究了沉积气压、CH4体积分数以及气体流量对等离子体中基团谱峰强度的影响,讨论了相关基团与金刚石沉积速率和质量之间的关系. 结果表明:在微波功率800 W下,气压从12 kPa增加到16 kPa,等离子体中各基团浓度均显著增加,有利于提高金刚石的沉积速率. 气压16 kPa、功率800 W时,CH4体积分数从2%增加到7%,C2基团峰值强度从12 600 cps 增加到24 800 cps,而氢原子峰值强度从60 000 cps 变为61 000 cps,导致C2基团与氢原子浓度比值从0.21增加到0.40,金刚石的沉积速率虽然提高,但沉积质量下降. 当沉积气压和CH4体积分数分别从16 kPa、4%提高到18 kPa、6%时,C2基团峰值强度从28 000 cps 增加到37 000 cps,同时保持了C2基团与氢原子浓度比值约0.28不变,既保证了金刚石沉积质量又显著提高了金刚石的沉积速率. 等离子体体系中基团浓度基本不受气体流量变化的影响.     

常压下电弧法合成无定型纳米碳管和纳米碳纤维

以镍为催化剂,在常压条件下,乙炔和氦气气氛中,利用电弧法合成无定型纳米碳管（ACNT）和纳米碳纤维（ACNF）。采用透射电镜（TEM）和拉曼光谱（Raman）对产物进行表征,并采用发射光谱（OES）对等离子体的形成过程进行在线诊断。TEM电镜观察结果表,ACNT和ACNF的直径在60～100 nm之间,而且ACNF可能转化成ACNT。Raman分析结果表明,阴极上形成的ACNT的石墨化程度要高于阳极上形成的ACNT或ACNF。OES结果表明,等离子体中有C2和CH活性物种生成,它们可能是形成ACNT和ACNF的前驱体。     

Preparation and Characterization of SrTiO_3 Thin Film on Functional Organic Self-Assembled Monolayers

SrTiO3 thin film was successfully prepared on the functionalized organic self-assembled monolayers(SAMs) by the Liquid Phase Deposition(LPD) method.The as-prepared samples were characterized by X-ray diffraction(XRD),atomic force microscope(AFM),scanning electron microscopy(SEM) and metallographic microscope.Measurement of contact angle showed that the hydrophobe substrate was changed into hydrophile by UV irradiation.AFM photographs of octadecyl-trichloro-silane self-assembled monolayer(OTS-SAM) surface approved that UV irradiation did change the morphology of OTS monolayer and provided evidence for the conversion of hydrophilic characteristic.Photographs of Metallographic Microscope showed that OTS-SAM had an active effect on the deposition of SrTiO3 thin film.XRD and SEM indicated that the thin film was of pure cubic phase SrTiO3 and composed of nanosized grains with a size in the range of 100-500 nm.The formation mechanism of the SrTiO3 film was proposed.     

磁激励RF-PECVD法低温制备类金刚石薄膜及其特性

采用磁激励射频等离子体增强化学气相沉积(M-RF-PECVD)方法,室温下分别在玻璃和Si(100)衬底上制备类金刚石(DLC)薄膜,通过扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)和Raman光谱对不同沉积条件下制备的薄膜进行表征。结果表明,在反应压强为30 Pa、入射功率为50 W、CH4/Ar=5/90、衬底温度为40℃的实验条件下,制备的含氢DLC薄膜表面平整、结构致密,膜基结合度良好,薄膜中以sp3键为主。     

丝素蛋白/聚丙烯腈共混膜的制备及性能研究

以饱和硫氰酸钠(NaSCN)水溶液为共溶剂制备了不同共混比的丝素蛋白(SF)/聚丙烯腈(PAN)共混膜,用溶度参数法及FTIR研究了SF/PAN共混体系的相容性,分析和讨论了铸膜液共混比、铸膜液温度、凝固浴组成等对膜结构与性能的影响,并用场发射扫描电镜(FESEM)观察了共混膜的表面和断面微观形貌.结果表明:SF与PAN具有部分相容性,其在成膜过程中会产生界面微孔;随共混膜中SF含量增加,共混膜呈孔隙率增大和截留率减小的变化趋势;随铸膜液温度升高,共混膜呈孔隙率和水通量增大的变化趋势;当凝固浴组分为50%乙醇水溶液时,所得共混膜孔结构较为疏松;SF的添加使PAN膜的水接触角明显减小,表明SF可有效改善PAN膜的亲水性.     

Preparation and characterization of SrTiO<Subscript>3</Subscript> thin film on functional organic self-assembled monolayers

SrTiO₃ thin film was successfully prepared on the functionalized organic self-assembled monolayers (SAMs) by the Liquid Phase Deposition (LPD) method. The as-prepared samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), atomic force microscope (AFM), scanning electron microscopy (SEM) and metallographic microscope. Measurement of contact angle showed that the hydrophobe substrate was changed into hydrophile by UV irradiation. AFM photographs of octadecyl-trichloro-silane self-assembled monolayer (OTS-SAM) surface approved that UV irradiation did change the morphology of OTS monolayer and provided evidence for the conversion of hydrophilic characteristic. Photographs of Metallographic Microscope showed that OTS-SAM had an active effect on the deposition of SrTiO₃ thin film. XRD and SEM indicated that the thin film was of pure cubic phase SrTiO₃ and composed of nanosized grains with a size in the range of 100–500 nm. The formation mechanism of the SrTiO₃ film was proposed.     

氢等离子体处理金刚石成核面

通过用氢等离子体对微波等离子体化学气象沉积法在钼基体上制备的金刚石厚膜的成核面进行表面处理,并利用拉曼光谱、扫描电镜和X射线光电子能谱对处理前后金刚石成核面进行表征,比较了处理前后金刚石成核面金刚石相含量、表面粗糙组度,并分析了薄膜中钼原子的化合态及百分含量.结果表明:经过氢等离子体处理后的金刚石成核面的金刚石相含量提高,表面粗糙度增大,钼原子的百分含量由1.64%变为0.83%,且能有效还原成核面上钼的氧化物生成碳化钼和碳化二钼.     

射频辉光放电氩等离子体诊断分析

为了获得等离子体抛光实验平台中氩等离子体的参数,利用Langmuir单探针与发射光谱法对其进行诊断分析,根据Langmuir探针原理计算了氩等离子体的电子温度与电子密度,采用双谱线相对强度法估算了氩等离子体温度及电子密度.实验结果表明：当射频电源功率在40～120 W时,电子温度随射频电源功率增加而增加,电子温度范围为2.41～5.03eV,等离子体温度随射频电源功率变化不大;两种方法测得的电子密度存在偏差,其随射频电源功率变化的趋势是一致的.