Al2O3微滤膜的超疏水改性研究

采用多层自组装技术在Al₂O₃微滤膜表面制备TiO₂纳米涂层, 并利用1H,1H,2H,2H-全氟辛基乙基三乙氧基硅烷(PFDS)对其表面进行氟化处理, 获得超疏水改性膜。通过X射线衍射仪, 傅立叶变换红外光谱仪, 原子力显微镜, 水接触角测试仪和扫描电子显微镜对改性膜进行表征。分析了TiO₂纳米涂层的晶型结构, 探讨了TiO₂沉积时间与改性膜表面粗糙度和疏水性之间的关系, 研究了PFDS改性次数对膜表面形貌和疏水性能的影响规律。结果表明: 在600℃退火1 h后, 获得锐钛矿结构的TiO₂纳米涂层。随TiO₂沉积时间的延长, 膜表面粗糙度增大, 水滴在膜表面的接触由Wenzel状态转变为Cassie状态; 当TiO₂沉积时间为50?min, PFDS改性3次时, 获得理想的微纳米二级超疏水表面形貌, 水接触角达到174.5°。     

不同反应气源对制备纳米金刚石膜的影响

为确定两种典型的反应气源对制备纳米金刚石膜的影响,分别以CH4/Ar/H2及CH4/N2混合气体作为反应源,用微波等离子体化学气相沉积(MWPCVD)法制备纳米金刚石薄膜.XRD和Raman分析表明两种气源条件下得到的膜材均为金刚石多晶膜,但用CH4/N2气为反应源沉积的膜材中非金刚石相成分明显更多;AFM和SEM对照分析证实所有膜层的平均晶粒尺寸及表面粗糙度均在几十纳米量级,但CH4/N2气源沉积的膜中容易形成异常长大的晶粒,不利于表面质量的提高.研究结果表明,以CH4/Ar/H2混合气体作为反应气源可制备物相组成纯度更高、表面形态更为优越的纳米金刚石膜.     

多孔γ-Al2O3过渡膜的结构与性能研究

采用溶胶-凝胶技术,在多孔Al2O3载体上制备了一层适合于涂覆分离膜的γ-Al2O3多孔过渡膜.通过XRD与DTA-TG等测试手段研究了γ-Al2O3凝胶膜在热处理过程中的物理化学变化;通过TEM、SEM分析与泡点法研究了多孔膜的微观结构.实验结果表明:实验中制备的γ-Al2O3膜具有择优取向的特点;γ-Al2O3过渡膜的最可几孔径为0.38μm左右,厚度为4μm.薄膜的渗透性能测试结果表明,材料对H2与N2气的最大分离系数α=3.30.     

铝基SiOx膜层滑动磨损及其机理研究

本文采用低温常压CVD方法制备铝基SiOx陶瓷膜层.以黄铜为对磨材料,使用销-盘式磨损试验机对比研究纯铝表面与SiOx膜层的滑动磨损性能,通过SEM分析磨损的表面形貌并分析其磨损机理.结果表明纯铝表面发生粘着磨损,存在大量塑性变形和折叠,导致片状脱落,磨损率高;SiOx薄膜硬度较高,存在孔隙,表面发生塑性变形、崩塌和磨粒磨损;因薄膜孔隙具有储存润滑剂(水)的作用,磨损率明显低于对比纯铝样品;随沉积时间增加,SiOx膜层变厚,承载能力提高,磨损量减小.     

氧气对MWPCVD制备金刚石膜的影响

在水冷反应室式微波等离子体化学气相沉积装置中以混合的CH4/H2/O2为反应气体,研究了O2浓度对制备金刚石膜的影响.实验发现,很低浓度的O2会显著促进金刚石的沉积,并稍稍抑制非晶C的沉积,因而沉积膜中非晶C的含量急剧下降;较高浓度的O2会同时抑制金刚石和非晶C的沉积,但由于抑制金刚石的作用更强烈,沉积膜中非晶C的含量反而有所升高.另外,O2的存在,有利于沉积颗粒较小的金刚石膜.     

碱性镀液电沉积非晶-纳米晶Ni-Mo合金工艺探讨

用非晶态合金和纳米晶合金作电极材料各有利弊,而用酸性溶液制备的Ni-Co合金镀层存在内应力较大且电流效率低等不足.为此,采用电沉积技术在碱性镀液中制备了非晶-纳米晶Ni·Mo合金,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、极化曲线等研究了电沉积工艺对镀层Mo含量、结构及形貌的影响.结果表明:镀层Mo含量随镀液中钼酸盐浓度增加而增加,随柠檬酸盐浓度增加、镀液温度升高、电流密度增大先增加后减小,pH值对镀层结构有显著影响;镀层Mo含量在21.00%～26.00%时,Ni-Mo合金镀层为非晶与纳米晶混合结构,非晶态相含量占60%以上,纳米晶的晶粒尺寸较小,镀层表面均匀、颗粒细小、致密性较高;10.0 g/LNa2MoO4·2H2O,64.0 g/L Na3C6H5O7·H2O,pH值10.0,电流密度5～8 A/dm2,温度35℃时,获得的镀层为非晶与纳米晶混合结构,且表面质量较好.     

氧化硅阻隔膜的制备及对水蒸气的阻隔特性研究

利用强流电子束蒸发技术在厚度为12μm的PET基材上制备了阻隔性能优良的高阻隔SiOx薄膜.所制备的SiOx薄膜无色透明,与基材附着牢固;PET基材上的SiOx薄膜厚度不同,对水蒸气的阻隔性能不同.膜厚为340～3200nm时,阻隔性能可提高1～32倍.通过控制真空度和蒸发速率等参数可以控制SiOx薄膜的有关性能.     

ZrO2-膨化石墨/焦炭复合材料的结构和制备

运用两种不同技法制备了ZrO2纳米粒子改性的膨化石墨/焦炭复合材料,应用XRD、SEM和TEM对所得ZrO2改性炭材料进行了表征.技法1:在ZrO(NO3)2及NH4OH溶液中反复交替地浸渍低密度膨化石墨/焦炭块体,随后在1200℃氮氛中热处理,以使在炭块自由表面沉积ZrO2纳米粒子的薄层.技法2:将可膨胀石墨、酚醛树脂粉和ZrOC2 O4-改性的纤维素纤维混合物封装于一容器中,使之经受900℃热激震,随后在氮氛中1200℃热处理,获得改性复合材料.结果表明:复合材料中ZrO2纳米粒子呈现三种尺寸:6nm～30nm为单独的纳米粒子和小微粒;200nm～1000nm为长树突状结构物;1μm～40μm为形如纤维素前驱体的杆状物.     

Cu/ n2TiO 2/ PBO复合纤维的制备

以 PBO纤维为基体 , 采用浸渍涂覆法在 PBO纤维表面包覆纳米 TiO 2膜 , 采用化学镀法将 Cu沉积到纳米 TiO 2膜表面 , 制备了 Cu/ n2 TiO 2/ PBO复合纤维 , 研究了影响纳米 TiO 2沉积速率和 Cu 沉积速率的主要因素。结果表明 , 纳米 TiO 2与偶联剂的浓度配比是影响纳米 TiO 2包膜形成的主要因素 , 当纳米 TiO 2与偶联剂浓度配比为 1∶1. 2时 , 制备的 n2TiO 2/ PBO复合纤维界面结合力较好 , 且纳米 TiO 2包覆层比较均匀。影响化学镀铜- 1 的主要因素有镀液成分、 反应时间和反应温度。在镀液成分的浓度配比为 CuSO 4·5H 2O 12 g ·L 、KNaC 4H 4 - 1 - 1 - 1O 68 g·L 、HCHO 6 mL ·L 和 NaOH 10 g·L , 反应温度 50℃, 镀铜时间 20 min的条件下 , 制备了负载均匀 , 界面结合力较好的 Cu/ n2 TiO 2/ PBO复合纤维。     

用不含有机模板剂的晶化液在多孔α-Al2O3管上合成ZSM-5沸石膜

采用不含有机模板剂的晶化液在平均孔径为2μm的多孔α-Al2O3管上合成了ZSM-5沸石膜.纳米ZSM-5沸石晶种的摩尔组成为9TPAOH25TEOS0.25 Al2O3480H2O.多孔α-Al2O3载体管外表面用这些粒度为100nm左右的晶种悬浮液浸涂、干燥后,依据纳米ZSM-5沸石晶种的DTA/TG进行煅烧,在不含有机模板剂的摩尔组成为67Na2OAl2O3240SiO26000H2O晶化液中合成了ZSM-5膜.XRD确定膜晶体为ZSM-5沸石,SEM表明沸石膜无缺陷,膜厚度约为8μm.制备的ZSM-5沸石膜H2的渗透率为1.50×10-6mol.m2·S-1.Pa-1,理想分离因数αH2/N2为3.85左右.