纳米SiC表面接枝修饰的XPS研究

聚合物在纳米粒子表面接枝后,可在其表面建立起空间位阻稳定层,提高纳米粒子的分散稳定性及其与树脂基体的相容性.本文采用缩聚法在纳米SiC表面接枝了聚缩醛,X射线光电子能谱(XPS)的分析结果表明,经过聚缩醛接枝改性的纳米SiC表面Si2p峰明显降低,而C1s峰和O1s峰明显地增长,对C1s、Si2p峰精细扫描及分峰拟合表明,纳米SiC表面碳元素中有38.4%属于接枝物聚缩醛的有机碳,而79.8%的Si元素结合能增加了2.5eV,由此表明,纳米SiC表面形成了良好的表面修饰层,接枝物聚缩醛以化学键结合于纳米SiC表面;对比XPS和热失重分析(TG)的数据结果,可以推测,聚缩醛主要分布在纳米SiC的表面,而在体相中独立存在的几率较小.     

离子束溅射沉积Co纳米薄膜表面特征AFM、XPS分析

采用离子束溅射沉积法，在单晶Si基片上制备了不同厚度（1nm-100nm）的Co纳米薄膜。利用原子力显微镜和X射线光电子能谱仪对不同厚度的Co纳米薄膜的表面进行了分析和研究。结果表明：当薄膜厚度为1nm～10nm时，沉积颗粒形态随着薄膜厚度的增加将由二维生长的细长胞状过渡到多个颗粒聚集成的球状；当膜厚继续增加，小颗粒球消失，集结成大颗粒球，颗粒球呈现三维生长状态；表面粗糙度随着膜厚（膜厚为1nm～10nm）的增大，呈现先增加后减小的趋势，在膜厚为3nm时出现极值。通过XPS全程宽扫描和窄扫描，薄膜表面的元素成分为Co：主要以金属Co和Co氧化物的形式存在。     

XPS在聚合物表面降解研究中的应用

所有固体聚合物材料都是通过其表面与外部环境发生联系，因此，研究材料最表层几十埃区域内所发生的化学结构和组成变化，对于了解聚合物系统与环境的相互作用具有重要意义。本文详细介绍了Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）在聚合物表面降解研究中的应用。     

炭／炭复合材料石墨化度的表征（I）

叙述了用Ｘ－射线衍射（ＸＲＤ）表征炭－石墨化度的来源,以及炭－石墨材料与炭／炭复合材料的不同点。在一定的实验基础和理论分析上,提出目前ＸＲＤ测试的Ｇ参数表征Ｃ／Ｃ复合材料的石墨化度时不完善,它只反映了Ｃ／Ｃ组分中石墨化度高的组分的石墨化性能,同时提出了两种Ｃ／Ｃ复合材料石墨化度表征的新方法,一是考虑衍射强度的Ｇ参数的修正公式,另一是利用激光拉曼光谱来表征。     

纳米二氧化钛薄膜的制备与结构表征

采用溶胶凝胶法制备均匀透明的TiO2薄膜,利用X衍射对TiO2薄膜进行了相分析,对测定数据使用Warren—Averbach方法计算了微晶尺寸分布,微观应变及由X衍射图谱中TiO2衍射强度得到点阵静畸变描述TiO2微结构特征。用扫描电镜对薄膜表面和断口进行形貌观察。用光电子能谱研究了TiO2薄膜表面的原子组成及结合状态。利用动态接触角研究制备的TiO2薄膜表面浸水行为,表明TiO2既具有较强的亲水性叉具有亲油性质,还具有较强的表面活性。     

PFA基GC的结构表征-XPS分析

采用Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）研究了聚糠醇（ＰＦＡ）制备玻璃炭（ＧＣ）过程中的元素组成、相对含量以及表面含氧官能团的类型,结果表明：ＰＦＡ基ＧＣ的主体元素组成为Ｃ、Ｏ（Ｈ除外）。其中Ｃ元素大多以类石墨碳形式存在,表面含氧基团以羟基、 基为主并伴有一定数量的羰基、羧基、酯基等。     

纳米TiO2与MMA电子辐射接枝

锐钛矿和金红石型纳米TiO2(A—TiO2和R—TiO2)分别与甲基丙烯酸甲酯(MMA)在空气中进行电子束共辐射接枝聚合，结果表明A—TiO2接枝率(10．5％)高于R—TiO2(6．1％)，被认为是由于A—TiO2具有较高的比表面积造成的。红外光谱测试结果表明，辐射后两种材料分别在1724cm^-1(A)和1725cm^-1(R)位置出现了一个羰基伸缩振动吸收峰。XPS分析进一步证实了羰基的存在。以上结果表明在纳米锐钛矿和金红石TiO2成功接枝上了MMA。     

爆轰合成纳米超微金刚石的特性表征

用炸药爆轰的方法制备了纳米超微金刚石.用X射线衍射、透射电镜、激光拉曼光谱、红外吸收光谱、差热和热失重等表征了纳米金刚石超微粉的特性.分析了合成条件对纳米金刚石结构和性质的影响.纳米超微金刚石兼具纳米颗粒和超硬材料的双重特性.     

非晶壳层SixN/SiyC包覆硅量子点的微结构表征

通过磁控溅射技术和1100℃的高温后退火处理,在富硅碳化硅薄膜中形成高密度小尺寸的硅量子点,硅量子点的结构由X射线光电子能谱和高分辨透射电镜进行表征,结果表明,在高温退火过程中,碳化硅薄膜发生了相分离,硅和碳的化学结合态在热力学的驱动下形成稳定的Si-Si键和Si-C键,同时,氮原子钝化了分解过程中形成的Si悬挂键,在硅量子点的表面形成SixN/SiyC非晶壳层。这种非晶壳层包覆量子点的结构配置非常有利于形成稳定的超小硅量子点 （1-3 nm）,此结构的量子效应所产生的光吸收了从绿光到紫外光的光谱范围,大幅度提高光伏太阳能电池的光电转换效率。     

氟化非晶态碳膜(a-C:F)的制备与表征

采用等离子体浸没与离子注入装置,以CF4和CH4作为源气体,在Si(100)基片上制备了含氟量不同的一系列氟化非晶态碳膜。通过XPS、FTIR和Raman对其结构进行了表征。采用躺滴法测量薄膜与双蒸水之间的接触角。薄膜硬度通过纳米压痕仪进行测量。XPS和FTIR结果表明存在C—CF、C—Fx基团和少量的氧。我们认为薄膜中存在的氧元素是由于薄膜在正常存放时发生了时效过程,其中的悬挂键发生化学吸附反应引起的。Raman和接触角测量结果表明,随着氟元素含量的逐渐增加,薄膜从典型的类金刚石状结构逐渐转化为类聚合物状结构,接触角逐渐增大。纳米压痕测量结果表明,氟元素的加入使得薄膜的硬度有很大程度的降低。     

脉冲真空弧源沉积类金刚石薄膜耐磨特性研究

本文利用脉冲真空弧源沉积技术在Cr17Ni14Cu4不锈钢和Si(100)基体上制备了类金刚石(DLC)薄膜,研究在不同基体偏压下,DLC薄膜的结构与性能.采用拉曼光谱和X射线光电子能谱(XPS)研究DLC薄膜的原子结合状态,利用CSEM销盘摩擦磨损试验机研究其耐磨性,利用HXD1000B显微硬度仪测试其显微硬度,并采用压痕法评价其结合力.研究结果表明:DLC薄膜与基体结合牢固.随着基体偏压的提高,DLC薄膜内sp3键含量增大,薄膜硬度提高.Cr17Ni14Cu4不锈钢表面沉积DLC薄膜后,耐磨性大幅度提高,本文探讨了DLC薄膜的耐磨机理.     

Influence of Bias on the Properties of Carbon Nitride Films Prepared by Vacuum Cathodic Arc Method

Carbon nitride films have been synthesized in a wide range of biases from 0 to -900 V by vacuum cathodic arc method. The N content was about 12.0-22.0 at. pct. Upon increasing the biases from 0 to -100 V, the N content increased from 15.0 to 22.0 at. pct which could be attributed to the knot-on effect. While the further increasing biases led to the gradual falling of the N content to 12.0 at. pct at -900 V due to the enhancement of the sputtering effect. Below -200 V, with the increasing biases the sp2C fraction in the films decreased, as a result of vvhich the I(D)/I(G) fell in the Raman spectra and the sp peaks also showed the decreasing tendency relative to the s peaks in the VBXPS (valence band X-ray photoelectron spectroscopy). While above -200 V, the sp2C fraction increased and the films became graphitinized gradually, accompanying which the I(D)/I(G) rose from -200 V to -300 V and the Raman spectra even shovved the graphite characteristic above -300 V and the sp peaks rose again relative to the s     

层状结构碳材料与Ar离子束的相互作用

利用XPS分析技术原位研究了层状结构的石墨碳及碳纳米管材料与Ar离子束的相互作用机理，以及对层状碳材料电子结构的影响。研究结果表明，Ar离子束与层状碳材料作用后，构成层状结构的以sp2杂化为基础的C－C共轭π键被Ar离子束打断，形成了新的C－C键。原有的层状结构也被破坏，形成了无定形结构。Ar离子束的作用是通过与C－C共轭π键作用，促进C-C共轭π键的断裂，而不仅仅是单纯的剥离作用。     

膨胀石墨的形貌结构与表面功能基团的XPS研究

膨胀石墨的孔结构和表面化学组成对其物化性能有着很大影响,利用扫描电镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）对550～920℃制备的膨胀石墨形态结构和表面功能基团进行了表征,结果表明：在蠕虫状的膨胀石墨粒子表面和内部存在大量的网状孔洞,这些网络状孔洞是由10～50nm厚的石墨片叠合而成的平行塌陷片层构成;膨胀石墨表面化学组成以C、O元素为主,其它元素含量较低,其表面存在有-C=O、-C-O和-O-O-（过氧基团）等功能基团.     

Ar离子轰击高定向石墨表面结构变化的X射线光电子能谱分析

用X射线光电子能谱（XPS）研究了3．0keV Ar离子轰击高定向裂解石墨（HOPG）引起的表面结构的变化。通过对C1sC KLL及C2s谱峰形状的定性和定量分析，表明Ar离子轰击将破坏共价π键并导致表面局域sp^2杂化C键向sp^3杂化C键转化。sp^3／sp^2之比依赖于离子轰击时间。     

溅射靶功率对氮化碳薄膜结构的影响

利用双放电腔微波ECR等离子体增强非平衡磁控溅射技术,在Si(100)上制备氮化碳薄膜,并对薄膜进行了拉曼(Raman)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子谱(XPS)等结构的表征.发现溅射靶功率对制膜工艺、薄膜的结构和表面形貌产生很大影响.随着溅射靶功率的增大,薄膜的沉积速率减小,表面粗糙度增大,薄膜结构中的sp2含量增加.     

硼在碳／碳复合材料中的状态及其催化石墨化作用

以糖酮树脂作粘结剂，添加树脂碳微粉、硼类催化剂、短切ＰＡＮ基高强碳纤维，制得了含硼Ｃ／Ｃ复合材料。通过Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）、Ｘ射线光电子（ＸＰＳ）等手段，检测了硼、氧化硼在Ｃ／Ｃ中的状态，研究了它们对Ｃ／Ｃ复合材料的催化石墨化作用，分析了石墨化温度、催化剂种类及其用量对石墨化度的影响。结果表明：硼以固溶体的形式存在Ｃ／Ｃ复合材料，通过吸电子断键、代替碳原子消除缺陷等机理形式，使最难石墨化的玻璃碳和     

Phase formation, chemical composition and electrical studies of Ti/Si bilayer system

The annealing effects over a range of temperatures of the titanium film (90 nm) grown on Si(111) by electron gun evaporation technique were investigated using physical and electrical measurements. Grazing Incidence X-ray Diffraction experiment shows a stable titanium disilicides formation at higher annealing temperature. The depth profiling data using X-ray Photoelectron Spectroscopy show that the properties are closely related to the change of the interfacial layer and chemical state under the high-temperature annealing. The Schottky Barrier Height, as estimated by the current-voltage measurement is 0.75, 0.695, 0.662 and 0.60 eV for pristine and annealed samples at 450, 550 and 700 °C respectively.     

纳米管协同碳纳米管导电纸对石墨负极性能的影响

以碳纳米管(Multi-walled carbon nanotubes)为导电剂,协同以碳纳米管和纸纤维复合成的CNTs导电纸为集流体,对石墨负极进行电化学改性。石墨化处理碳纳米管作为负极的添加相,采用XRD、SEM和TGA对其分析。结果表明,对比单纯的石墨/铜箔负极,掺杂0.8%(质量分数)石墨化碳纳米管的石墨/铜箔负极,电池比容量由304mAh/g变为308mAh/g,相差不大,但循环效率由86%升至92%;使用CNTs导电纸做集流体时,掺杂0.8%(质量分数)石墨化碳纳米管的石墨/CNTs导电纸负极,比容量由308mAh/g升至401mAh/g,提高30%,循环效率由92%升至95%,提高3%。说明碳纳米管协同CNTs导电纸对石墨负极具有积极的改性意义。     

GCr15钢等离子体基离子注入Ti和C混合层的XPS研究

用X射线光电子谱研究了GCr15轴承钢不平衡磁控溅射沉积Ti,继之等离子体基离子注入碳的等离子体基离子注入混合层的C ,Ti浓度深度分布及其化学结构。表明混合层的最表层为碳沉积层 ,其C 1s谱峰呈类金刚石特征 ,喇曼光谱肯定了这一特征。碳沉积层下面为C Ti混合区 ,Ti和C各以游离态和化合物态存在。混合层内Ti和C浓度沿层深连续变化 ,无突变区 ,在原Ti沉积层与基材轴承钢发生反冲增强扩散现象