膜厚对超薄四面体非晶碳膜应力和结构的影响

利用自主研制的45°双弯曲磁过滤阴极真空电弧技术制备超薄四面体非晶碳膜,研究了膜厚变化对超薄四面体非晶碳膜残余应力和微观结构的影响。结果表明:膜厚从7.6 nm增加到50 nm时,残余应力和sp3含量先减小后增加;当膜厚为29 nm时,可以得到最小的残余应力为3.9 GPa。制备的薄膜表面粗糙度都小于纯硅片表面粗糙度(0.412 nm),表明沉积的碳粒子可以减少基体表面的缺陷;基于磁过滤阴极真空电弧技术的优势,制备的超薄四面体非晶碳膜在较大区域内表面无大颗粒等物质。     

含氢四面体非晶碳膜的制备与结构及力学性能EI北大核心CSCD

采用化学气相沉积法制备具有优异力学性能的含氢四面体非晶碳膜有望满足工业应用的要求。通过自主设计的等离子体增强化学气相沉积实验系统制备含氢四面体非晶碳膜,并对其微观结构与力学性能进行研究。随着偏压从-200 V增加到-500 V,薄膜硬度和弹性模量先增加后减少,最大达到34.0 GPa和282.0 GPa。压应力随着偏压的变化表现出相同的变化趋势。与传统等离子体增强化学气相沉积方法相比,自主设计的等离子体增强化学气相沉积系统制备的碳膜硬度和弹性模量明显提升,碳膜sp3含量(摩尔分数)超过62.3%,制备出的碳膜具有典型的含氢四面体非晶碳膜特征,而非含氢碳膜,主要是由于水冷射频双螺旋电极与平板电极结合增强了粒子的轰击和离化率,提高了薄膜sp3含量。这为在工业中应用制备高硬度和弹性模量的含氢四面体非晶碳膜提供了可能。     

碳纳米颗粒形貌对聚乙烯复合材料性能影响的正电子湮没研究

在高性能聚合物纳米复合材料的构筑中,为了实现碳纳米颗粒的精准选择,揭示碳纳米颗粒形貌对聚合物复合材料微观结构及宏观性能的影响十分必要。采用热压法制备了富勒烯、碳纳米管、石墨烯和炭黑等不同形貌碳纳米颗粒填充改性的聚乙烯复合材料,并利用正电子湮没寿命谱探讨了碳纳米颗粒形貌对复合材料自由体积特性的影响。此外,系统地研究了碳纳米颗粒形貌对聚乙烯复合材料流变、力学、电学和热学性能的影响,并将形貌对宏观性能的影响与复合材料自由体积分数的变化进行了关联。     

碳源对碳热法制备LiFePOJ4/C复合电极材料性能的影响

以廉价的Fe20,为铁源,（NH,）H2PO。为磷源,Li2CO,为锂源,分别以乙炔黑、葡萄糖、PEG6000为还原剂和碳源,采用碳热还原法制备了LiFePOdC复合材料。x射线衍射（x】Ⅷ）分析表明用三种碳源都合成了橄榄石结构的LiFePO。。扫描电子显微镜（sEM）分析显示。以PEG6000为碳源合成的LiFePOdC复合材料粒径较小,较均匀,且有较好的碳包覆。以充放电曲线、循环性能和交流阻抗等测试研究了材料的电化学】生能,结果表明,以PEG6000为碳源合成的材料的电化学性能较好。0．1C、1C下首次放点比容量分别为144．7mAh／g、132mAh／g。     

类洋葱结构基元构成的高强非晶碳

非晶碳是一类无序碳材料,通常表现出与晶体碳材料不同的机械、电学、光学和热学性能。探索高性能的非晶碳材料一直是研究热点。本工作报道了一种类洋葱结构基元构成的高强非晶碳,这种非晶碳是由高温高压(1 700～2 000℃、6 GPa)处理碳黑获得的,表现出优异的机械性能。性能最佳样品的纳米压痕硬度、压痕弹性回复率、单轴压缩和抗折强度分别高达5.1 GPa、80.1%、956.4 MPa和216.0 MPa,其中,压缩强度和抗折强度分别是日本东洋炭素ISO-68型石墨的5.6倍和2.8倍。这种非晶碳还具有良好的导电性,其室温电阻率可低至75.7μΩ·m。这种高强导电的非晶碳可以作为电极材料、模具材料被广泛应用。     

添加剂对聚砜膜结构和性能的影响

通过浸没沉淀相转化法制备聚砜超滤膜,分别以高分子聚乙烯基吡咯烷酮（PVP-K30,PVP-K90）、聚乙二醇（PEG-6000,PEG-20000）和小分子氯化锌（ZnCl2）、丙酸（AS）6种物质作为制备聚砜超滤膜的添加剂,含量均为10%。并对聚砜超滤膜的断面结构、纯水通量、牛血清蛋白（BSA）截留率、孔隙率及平衡水含量等5项性能进行了测试及表征。由断面结构可以看出,PVP-K90作为添加剂时,制得膜的断面完全为海绵状结构,其它添加剂制得膜断面中均有指状孔结构;PVP-K30作为添加剂时制得膜的纯水通量最大;丙酸作为添加剂制得膜的BSA截留率最高;聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）和聚乙二醇（PEG）制得膜的平衡水含量及总孔隙率均较高,但闭孔也较多。     

工艺参数对磁控溅射TiN膜结构的影响

为研究工艺参数在磁控溅射中对TiN薄膜生长的影响,通过改变工艺参数使用直流磁控溅射设备在N_2流量5 sccm,N_2压强为5 Pa生长TiN薄膜。采用射频磁控溅射法在N_2流量5 sccm、N_2压强5 Pa等生长参数下,制备了TiN薄膜。采用电子扫描显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对样品进行了分析,结果显示样品具有纳米级TiN薄膜的基本特征。实验表明,气氛中过多Ti原子的存在,影响了Ti原子和N原子的结合,也不利于TiN薄膜的生长。     

表面活性剂对五中孔膜结构和性能的影响

以聚偏氟乙烯(PVDF)-聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)-聚氯乙烯(PVC)为膜材料,考察了聚乙二醇1000(PEG1000)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP K30)和吐温80作为添加剂对膜的结构和性能的影响.结果表明,上述添加剂都能增大PVDF-PMMA-PVC铸膜液的粘度,其中以PVPK30作添加剂得到的产物的溶解性及增粘性能最好;粘度的改变直接影响到五孔共混膜结构和性能的改变;对固体质量分数为17%的铸膜液,当PVP K30加入质量分数为6%时制得的中空纤维膜可达较佳性能.     

碳中和背景下碳源捕获的污泥厌氧发酵性能

在“碳中和”的可持续发展理念及自养生物脱氮工艺需低碳高氮的理想进水水质要求下,城市生活污水高效碳源捕获技术得到了快速发展,文章针对该技术捕获的碳源污泥展开厌氧发酵性能研究。结果表明,捕获碳源污泥在厌氧发酵中溶解性有机物SCOD_Cr降解率高达约77.70%、挥发性悬浮固体(VSS)降解率为15.26%、发酵过程中总磷(TP)质量浓度为(1.35±0.18) mg/L。此外,捕获碳源污泥发酵平均累积产气量可达到31.43 mL/(g VSS)、709.54 mL/(g SCOD_Cr),同时通过三维荧光光谱发现厌氧污泥能直接利用捕获碳源污泥中的碳源进行发酵。相比对照组的厌氧污泥,捕获碳源污泥具有快速发酵、高效产气和污泥减量稳定化的优势,为自养生物脱氮工艺中产生的捕获碳源污泥的处理处置及资源化利用提供了一种新思路。     

离子辐照对碳/碳复合材料微观结构的影响

在核反应堆中,碳/碳复合材料会受到核裂变反应产物的辐照影响,造成辐照损伤,引起材料尺寸、结构、性能等方面的变化。本论文在室温下采用30 keV的辐照能量,不同辐照剂量的He~(2+)离子对碳/碳复合材料进行辐照,通过偏光显微镜和扫描电子显微镜观察样品横截面的微观结构,研究发现样品存在孔隙和裂纹,样品受到辐照后,在碳纤维和热解碳之间产生缝隙。通过原子力显微镜研究样品同一区域的粗糙度,发现辐照后样品表面变得更光滑。     

溅射功率对二氧化锆薄膜结构及力学性能的影响研究

为了研究溅射功率对二氧化锆薄膜结构及力学性能的影响,使用射频反应磁控溅射技术在常温下以玻璃为基底使用不同功率镀制了800 nm左右的ZrO2薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品结晶情况,表面和断面形貌进行表征,结果显示镀制的ZrO2薄膜均为单斜晶体,晶粒尺寸变化不大;随着功率的升高,薄膜从纳米晶结构转变为柱状晶结构.使用纳米压痕仪对薄膜表面进行硬度和弹性模量测试,发现随着功率升高,硬度和弹性模量均出现上升趋势,进一步增加功率出现下降,再上升的变化;在沉积功率为65 W时,可得到厚度为800 nm,弹性恢复量,硬度,弹性模量和塑性指数均最高,分别为88.55％,25.42 GPa,228.6 GPa和0.314的ZrO2薄膜.不同的溅射功率会镀制出不同结构的二氧化锆薄膜,在常温低功率溅射条件下二氧化锆薄膜结构是影响其力学性能的重要因素.     

拉伸工艺对聚苯硫醚薄膜结构与性能的影响

采用哈克挤出机制备了聚苯硫醚片材,并通过自制拉膜机单轴拉伸制备聚苯硫醚薄膜。通过对拉伸工艺进行探讨,确定了聚苯硫醚薄膜最佳拉伸温度在85~100 ℃。借助万能材料试验机、差示扫描量热仪、X射线衍射仪等手段研究了拉伸速率对薄膜结构与性能的影响。结果表明,随着拉伸速率的增加,薄膜在相应方向上的取向度增加,结晶度、拉伸强度和断裂伸长率均呈先增加后降低的趋势。     

抗氧剂对聚乙烯光降解膜结构及性能的影响

采用紫外光加速老化的方法研究了抗氧剂1010对聚乙烯(PE)光降解膜的影响,并通过红外光谱、紫外光谱分析和拉伸性能测试对老化前后的薄膜的结构和性能进行了研究。结果表明,抗氧剂1010能抑制PE的光氧化降解,且导致薄膜光降解过程中羰基化合物的生成量和类型减少;添加抗氧剂1010的光降解薄膜降解的诱导期延长,PE光降解膜紫外照射3 d后其断裂伸长保留率小于80 %,而添加0.3 %（质量分数,下同）抗氧剂1010的PE光降解膜照射4~5 d后其断裂伸长保留率小于80 %。     

超薄Ni膜中的电子输运性质研究

详细研究了超薄Ni薄膜中的电子输运性质。我们发现在3~16 nm厚的Ni薄膜中低温时存在弱局域对纵向电阻率、反常霍尔电阻率和反常霍尔电导率的修正。我们得到弱局域对AH电导率修正的大小随样品无序程度的改变而改变,这和多晶Fe薄膜中得到的结果一致。通过分析弱局域对AH电导率的修正,我们判断出不同样品中斜散射机制和边跳机制分别对AH电导率贡献的大小。     

炭黑对氯丁橡胶发泡材料结构及性能的影响

研究炭黑N550和N774对氯丁橡胶(CR)海绵硫化发泡特性、微观形貌以及物理性能的影响。结果表明,随着炭黑的加入,焦烧时间缩短,硫化速度加快,硫化与发泡的匹配基本不受影响。相同炭黑用量下,添加炭黑N550的发泡材料综合物理性能较好,添加炭黑N774的发泡材料易于形成较大的泡孔尺寸、较多的泡孔和较薄的泡孔壁。随着胶料门尼粘度增加,发泡材料的发泡倍率减小,相同门尼粘度下,使用炭黑N550的发泡材料发泡倍率较大。动态热力学分析试验表明,炭黑的加入能够提高在0℃以上CR发泡材料的阻尼系数,使用炭黑N550补强的发泡材料损耗因子较大,且阻尼峰较宽,阻尼效果更好。     

Effect of Substrate Morphology on Growth and Field Emission Properties of Carbon Nanotube Films

Carbon nanotube (CNT) films were grown by microwave plasma-enhanced chemical vapor deposition process on four types of Si substrates: (i) mirror polished, (ii) catalyst patterned, (iii) mechanically polished having pits of varying size and shape, and (iv) electrochemically etched. Iron thin film was used as catalytic material and acetylene and ammonia as the precursors. Morphological and structural characteristics of the films were investigated by scanning and transmission electron microscopes, respectively. CNT films of different morphology such as vertically aligned, randomly oriented flowers, or honey-comb like, depending on the morphology of the Si substrates, were obtained. CNTs had sharp tip and bamboo-like internal structure irrespective of growth morphology of the films. Comparative field emission measurements showed that patterned CNT films and that with randomly oriented morphology had superior emission characteristics with threshold field as low as ~2.0 V/μm. The defective (bamboo-structure) structures of CNTs have been suggested for the enhanced emission performance of randomly oriented nanotube samples.     

Observation of Hydrogenated Amorphous Carbon Films by Atomic Force Microscopy

Atomic force microscopy images were made of the surface of CVD hydrogenated amorphous carbon films. The films were deposited from toluene vapor with oxygen additions during deposition, producing very smooth surfaces. Average roughnesses of only 0.5 nm were measured for the films made with oxygen, whereas a surface roughness of 11 nm was obtained for the films deposited without oxygen. The results suggest that sp ²- and sp ³-bonded carbons were removed by oxygen rosion for CVD hydrogenated amorphous carbon films deposited in the presence of oxygen.     

同步拉伸速率对双向拉伸聚乙烯薄膜结晶结构及性能的影响

实验采用双向拉伸聚乙烯(BOPE)原料线型低密度聚乙烯(LLDPE),用同步双向拉伸的方法制备BOPE薄膜,研究了双向拉伸过程中拉伸速率对薄膜结构和性能的影响。使用偏光显微镜(PLM)和差示扫描量热法(DSC)对未拉伸聚乙烯流延片的结晶形貌和热性能进行了研究。研究了不同拉伸速率下机器方向(MD)拉伸力的实时变化趋势,用DSC表征了不同BOPE薄膜样品的热性能。发现拉伸速率影响拉伸过程中聚乙烯晶体和分子结构及最终样品的结晶度和晶片厚度分布。实验研究了BOPE薄膜的力学和光学性能,分析了薄膜的宏观性能和分子结构之间的关系。实验结果表明,较高的拉伸速率有利于薄膜性能的提高。