表面处理剂应用于真空镀铝的试验

在对某型产品绝缘表面的真空镀铝过程中,发现镀铝层与绝缘层之间的附着力极差,用胶带拉脱时镀铝层完全脱落.为了解决这一问题,提高镀铝层与绝缘层之间的附着力,探讨了采用表面处理剂改善镀膜在绝缘层表面的附着力.通过在绝缘层表面涂覆钛酸酯类、硅烷类偶联剂和环氧胶粘剂等表面处理剂,对比测试空白试样、打磨处理试样、涂覆偶联剂试样的附着力,发现一种牌号为GC-100的硅烷类偶联剂对镀膜附着力的提高作用非常明显.用这种有机硅底层涂料处理的真空镀铝试样,经高低温、水煮试验后,附着力没有降低.从而可以确定:GC-100有机硅底层涂料对改善绝缘层与真空镀铝层之间的附着力是非常有效的,而且操作方便,对绝缘层没有损伤,可以应用到绝缘层表面真空镀铝的生产加工中.     

镀铝衍射光栅表面有机污染物的等离子体清洗技术

高能量激光装置中衍射光栅吸附的有机污染物是导致衍射光栅损伤的关键因素之一,采用等离子体清洗技术可以实现衍射光栅表面污染物的在线去除。通过有限元方法分析等离子体清洗范围,获得等离子体清洗半径随着清洗距离下降而增加的规律。研究等离子体清洗工艺参数与表面有机污染物去除效果间关系,结果表明随着清洗距离以及工艺气体中氧气含量的上升,镀铝衍射光栅表面自由能的极性部分和色散部分都会增加,其中极性部分的增加起主导作用。等离子体清洗后的镀铝衍射光栅表面呈现洁净状态的周期性锯齿形结构,并且C1s(285.0eV)峰值由6.65×10⁴降低至2.86×10⁴。研究等离子体清洗镀铝衍射光栅后表面自由能变化情况,结果表明镀铝衍射光栅表面的极性基团会吸附空气中的碳氢化合物,出现表面自由能下降的陈化现象。研究结果可为镀铝衍射光栅表面有机物污染物的等离子体在线去除提供新的途径。     

铂薄膜电阻器件表面保护的研究

合成了用于铂薄膜电阻器件表面保护的材料，并研究了它对器件电学性能的影响。     

氮化铝薄膜结构和表面粗糙度的研究

采用直流磁控溅射的方法,在Ｓｉ（１１１）基片上沉积ＡＩＮ（１００）面择优取向薄膜,研究了溅射功率对ＡＩＮ薄膜结构及表面粗糙度的影响。结果表明,随着溅射功率的增加,沉积速率增大,但薄膜结构择优取向度变差,表面粗糙度增大,这说明要制备择优取向良好、表面粗糙度小的ＡＩＮ薄膜,需选择较小的溅射功率。     

单晶硅基表面碳纳米管薄膜的制备研究

以乙炔气为反应气体，采用催化裂解方法，在沉积有铁催化剂膜的单晶硅基体上研究碳纳米管薄膜的制备。研究表明，由于催化剂的作用，在硅基体上能够形成直径为50-100nm的碳纳米管；铁催化剂膜的粒径大小和分散状态对碳钠米管薄膜的厚度、管径和均匀性起着关键作用；氢氟酸水溶液处理的催化剂膜有利于铁催化剂颗粒的分散和均匀化，能形成比较好的碳纳米管薄膜。由电镜分析发现，在单晶硅基体上生长的碳纳米管为顶端生长模式。     

薄膜层表面形貌的定量表征

介绍了表面粗糙系数（Ｒｓ）及截面线波动系数（Ｒ１）的概念及它们之间的关系,以普通电弧喷涂,高速电弧喷涂ＦｅＣｒＮｉ涂层为例,介绍了计算Ｒｓ及ＲＬ的步骤,以及如何应用它们对表面薄膜层的形貌进行定量分析。     

磁控溅射SiC薄膜表面形貌演化行为研究

采用射频磁控溅射法在石英玻璃基底上沉积SiC薄膜.用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜( AFM)观察薄膜的表面形貌,利用粗糙度和颗粒度大小对薄膜表面形貌动态演化进行量化表征.结果表明:在100～175 W溅射功率范围内,1 000℃高温真空退火处理能明显减小SiC薄膜表面粗糙度,膜层表面更为平滑,颗粒大小更为均匀...     

钛表面沉积Fe-Pd磁性薄膜的研究

采用电弧离子镀设备，以高纯Fe靶和Pd靶为原料，在TA1工业纯钛表面先后沉积Fe，Pd2层单金属薄膜。对样品分别进行700℃～1100℃，保温0．5h～3h的真空退火处理，使Fe膜和Pd膜之间形成扩散层，制备FePd磁性膜。重点研究了Fe，Pd及钛衬底之间的百扩散机制，膜层结构，薄膜的相组成。结果表明：在700℃，0．5h处理后FePd薄膜的合金化较好：在900℃，1h处理后虽有FePd相形成，但基体中的Ti已经扩散至表面：温度高于900℃且保温时间长于1h处理，不利于FePd膜的形成。     

35钢表面微纳米化蒸发镀铝复合处理后的抗粘附性能

为提高35钢表面的抗粘附性能,采用机械喷丸方式在其表面实现微纳米化,并真空蒸发镀上一层纯铝基薄膜形成微纳结构镀铝复合层.通过激光共聚焦显微镜和SEM对表面微纳米结构3D形貌进行观察和分析,通过锉削试验、骤冷骤热试验定性表征铝膜层与钢基体的结合性能,使用WS-2005涂层附着力自动划痕机测试复合层的附着力,EDS和SEM表征硫化表面的成分及形貌,结果表明,采用低的喷丸压力和小喷丸直径工艺实现35钢表面的微纳米化,由于存在大量的晶界、位错、空位等缺陷,为铝原子提供了更多的扩散通道,使铝膜与基体紧固结合;表面铝膜层自钝化形成一层致密的氧化铝膜,能阻止钢中铁元素与胶料中硫化物产生化学反应;表面微纳米结构有效减少实际接触面积,相应的减少粘附力,喷丸镀铝试样表面的硫化物粘附量远小于未处理的硫化物粘附量.     

表面修饰TiO2光催化薄膜的表征

利用射频磁控溅射技术，以Ar和O2气混合气体为溅射气体在载玻片上制备了锐钛相TiO2薄膜。为了提高Ti02薄膜的光催化活性，在TiO2薄膜表面进行了钽修饰。利用X射线衍射(XRD)，原子力显微镜(AFM)和UV-VIS-NIR分光光度计等技术对薄膜进行了表征。结果表明：对TiO2薄膜的表面进行适量的Ta元素修饰可以提高其光催化活性。     

聚乙烯膜表面能提升改性的研究进展

聚乙烯膜表面改性的目的是在膜表面引入极性基团,提高膜表面的粗糙度,消除弱界面层,提高膜表面能.综述了聚乙烯膜的几种表面改性方法,包括化学改性法、火焰及热处理法、表面接枝法、等离子体处理法、电晕处理法、共混改性法、共同作用法等,并对比了各改性方法的优缺点.聚乙烯是非极性材料,表面能比较低(30～32 dynes/cm),...     

纳米尺度的表面化学在薄膜材料与表面工程中的应用

纳米尺度的表面化学定义为在纳米及其以下尺度研究表面与界面的结构与化学以用于精确控制材料合成与应用中发生在表面与界面的弱的相互作用力或强的化学键合。通常，新的功能材料的合成涉及到分子问弱的相互作用或新的化学键的产生。文中简要评论了有机分子在固体表面的自组装或通过表面化学反应而实现的定向组装以引证说明研究纳米尺度的表面化学对新材料合成与对材料性能理解的重要性。基于对这些组装过程的原子尺度的理解，新的纳米有机结构材料合成方法如固体表面二维纳米网格得以讨论。对通过弱的非键作用而实现的分子自组装薄膜，分子一基体问相互作用可能引起分子构型的变化甚至使分子产生手性。分子与分子之间相互作用特别是分子之间的官能团相互作用以最大化自组装薄膜的稳定性，从而决定分子在薄膜中的排布结构。有机分子在固体表面的定向排布是通过分子的活性官能团与固体表面活性场进行表面化学反应而实现的。因而分子在定向组装的薄膜中的排布主要取决于不同官能团参与表面反应的竞争与选择以及固体表面活性场的分布。用有机分子在Si（100）与Si（111）-7×7表面的反应为例对分子定向组装形成薄膜进行原子尺度的理解，并讨论了有机分子在硅表面定向组装的反应机理。研究表明在纳米以下尺度对分子在固体表面自组装和定向组装的理解对发展具有广泛应用前景的二维与三维固体表面功能材料具有重要意义。     

铝合金表面SiO2陶瓷膜的研究

为了提高铝合金的表面硬度，增加其耐磨性，采用溶胶．凝胶法在铝合金表面制备了SiO2陶瓷表面膜，研究了乙醇、水、pH值和甲酰胺等相关工艺因素对溶胶性能及SiO2陶瓷表面膜的影响，以及SiO2陶瓷表面膜对铝合金表面硬度的改善情况。结果表明，通过控制相关工艺因素，可以在铝合金表面获得光滑平整的SiO2陶瓷表面膜，陶瓷表面膜能明显提高铝合金的表面硬度，浸涂7层SiO2陶瓷表面膜后，铝合金的表面硬度提高76％。     

静电喷雾制备功能化表面膜层的研究进展

静电喷雾是一种高效且应用广泛的膜层制备技术,能够使微细粒子均匀分布,在微纳米材料加工制备领域表现出巨大的潜力.介绍了静电喷雾技术在制备功能化表面膜层的最新研究进展,总结了静电喷雾技术的优缺点.在静电喷雾机理与装置方面,详细阐述了泰勒锥液滴、微细射流及破碎雾化过程,分析了膜层在喷雾中的生长过程以及累积之后的内部变化,论述...     

超重力场条件下静压轴承油膜承载性能研究

结合某超重力场下应用液压缸的运动要求,为实现液压缸的高频激振,设计了一种四油腔对称等面积径向静压轴承,阐述了静压轴承的工作原理,计算了静压轴承中油膜的承载能力,并通过拟合获得了油膜的材料参数,仿真分析了油膜的应力应变。结果表明:采用静压支承可以满足液压缸的运动和承载要求,为超重力场下液压缸支承结构的设计提供了一种方法。     

预烘烤对镀锡板表面膜层和润湿性的影响

目的 提高镀锡板与涂料匹配性,研究预烘烤消除缩孔对镀锡板表面膜层和润湿性能的影响。方法 采用计时电位曲线、X光电子能谱仪、热重差热测试及表面接触角方法,分别评价烘烤处理前后的镀锡板表面钝化膜、氧化膜成分含量变化,并通过表面能对表面润湿性变化进行分析。结果 120 ℃烘烤不同时间下,钝化膜铬含量由4.30 μg/cm²增至5.16 μg/cm²,膜层中的Cr(OH)3/Cr2O3含量比例显著下降,使Cr(OH)3脱水缩合生成电活性的Cr2O3被检出。氧化膜含量(库伦法计算)由1.5 mC/cm²以上降至0.6 mC/cm²左右,其组成进一步被氧化生成SnO2,无法被阴极还原,降低了可被检出的氧化膜含量。水接触角由86°快速降至65°左右稳定,表面能值由37.5 mN/m最高增至50 mN/m,说明烘烤处理大幅提高了材料表面被水极性介质的润湿作用。结论 通过镀锡板涂膜前预烘烤处理,改变了镀锡板表面钝化膜和氧化膜组成以及含量比例,降低了水接触角,提高了表面能值,增强了材料对涂料表面张力适配范围,有利于漆膜稳定铺展,为涂料端配方优化,实现镀锡板缩孔控制提供了技术方向。     

聚苯乙烯薄膜表面粘弹性行为的纳米压痕研究

目的通过研究聚苯乙烯薄膜不同深度下的加载力曲线,分析得到其随着深度的不同而导致测量硬度和模量的差异,研究聚苯乙烯薄膜表面粘弹性行为,从而为高分子薄膜受限效应的理论和应用探索提供参考和借鉴。方法采用纳米压痕方法对聚苯乙烯薄膜样品(厚度约500 nm)进行了系列纳米压痕测量与分析。结果加载速率较低时,其加载曲线与P-h~2关系会发生不同程度的偏离。加载速率为0.01、0.02、0.03、0.06、0.1 mN/s时,P-h~2关系中的指数从1.609逐渐增大到1.628。通过在最大载荷时保载60 s,得到了压入深度随时间变化的关系,进而计算得到蠕变柔量,并根据Zener模型拟合得到压入深度为300~400 nm时,薄膜样品存在具有不同粘弹性的两种结构。而根据不同压入深度的卸载曲线,得到样品的硬度和折合弹性模量都在压入深度约为200~400 nm的区域存在粘弹性的非均匀现象。结论在不同压入深度处存在两种不同的粘弹性结构,根据当前人们普遍接受的高分子薄膜层模型,这两种结构分别对应聚苯乙烯薄膜样品的自由表面层和本体层。     

薄膜表面和界面应力的X射线衍射分析(下)

薄膜表面和界面应力的测量是近年来的热点课题,原则上,薄膜与体材的应力分析方法并无差别,可以通过X射线衍射进行测量。本文以有关薄膜和表面区X射线应力分析的专题评述为蓝本,解读有关依赖于试样和测量条件的分析方法和测量策略。为此,将推荐若干实用的测试方法:对于无织构和宏观弹性各向同性薄膜试样,可采用掠入射多衍射线的薄膜应力分析方法,在这种情况下,当用小入射角时,常规的sin2ψ法可以使用;对于(hhh)和(h00)的应变测量,具有准各向同性的优点,可以直接采用sin2ψ法;对于有织构试样,材料呈宏观弹性各向异性,可采用晶体群方法。这些方法对于薄膜、多层膜、硬质涂层或体材近表面区的应力分析,具有十分重要的理论价值和使用意义,也可用于新型电子薄膜材料等的应力分析,为其性能改善和控制提供理论依据。     

高温高压水中镍基合金表面氧化膜的原位表面增强型拉曼光谱

采用表面增强型拉曼光谱方法原位研究了镍基合金在高温高压水环境中的腐蚀行为及其表面生成氧化膜.Ni-5Cr-8Fe表面氧化膜的拉曼光谱存在三个拉曼峰,位于540 cm-1,610 cm-1和670 cm-1.610 cm-1峰的出现表明了氧化膜中存在Cr2 O3.540 cm-1峰则说明氧化膜中含有Cr2 O3或NiO或两者的混合物.670 cm-1峰对应于FeCr2O4尖晶石的生成.Ni-10Cr-8Fe的表面氧化膜由Cr2 O3、FeCr2O4构成,可能含有一定的NiO.Ni-10Cr和Ni-20Cr的表面氧化膜主要为Cr2 O3,没有发现尖晶石相的存在.随着合金中铬含量的增加,表面氧化膜中Cr2O3的含量增加,NiO成分减少.     

薄膜表面和界面应力的X射线衍射分析(上)

薄膜表面和界面应力的测量是近年来的热点课题,原则上,薄膜与体材的应力分析方法并无差别,可以通过X射线衍射进行测量。本文以有关薄膜和表面区X射线应力分析的专题评述为蓝本,解读有关依赖于试样和测量条件的分析方法和测量策略。为此,将推荐若干实用的测试方法:对于无织构和宏观弹性各向同性薄膜试样,可采用掠入射多衍射线的薄膜应力分析方法,在这种情况下,当用小入射角时,常规的sin2ψ法可以使用;对于(hhh)和(h00)的应变测量,具有准各向同性的优点,可以直接采用sin2ψ法;对于有织构试样,材料呈宏观弹性各向异性,可采用晶体群方法。这些方法对于薄膜、多层膜、硬质涂层或体材近表面区的应力分析,具有十分重要的理论价值和使用意义,也可用于新型电子薄膜材料等的应力分析,为其性能改善和控制提供理论依据。