纳米SnO2薄膜的制备及其表征

采用溶胶-凝胶法在玻璃基体表面制备纳米SnO2薄膜,通过热处理使其晶化。通过原子力显微镜(AFM)形貌分析表明,在20～80nm的粒径范围内,可通过工艺配方参数的调整人为控制SnO2薄膜的颗粒大小。通过工艺优化制得粒径为27nm左右的薄膜,薄膜颗粒较小,分布均匀,薄膜的透明性好。X射线衍射(XRD)结果表明,随着热处理温度的增加,SnO2特征峰愈来愈尖锐明显,晶体结构趋于完全。Zeta电位分析表明,添加分散剂溶胶的Zeta电位比未添加分散剂溶胶的Zeta电位高;Zeta电位越高,溶胶稳定性越好。     

AlN薄膜的制备与刻蚀工艺研究

采用直流磁控反应溅射法,在Si(100)和Pt/Ti/Si(100)上制备了具有较好(002)择优取向性的AlN薄膜.采用典型的半导体光刻工艺,利用刻蚀溶液成功地获得了AlN薄膜微图形.较好地解决了AlN薄膜制备与加工中存在的关键问题,为高品质硅基AlN薄膜滤波器的实现奠定了良好的工艺基础.     

纳朱SnO2薄膜的制备及其表征

采用溶胶-凝胶法在玻璃基体表面制备纳米SnO2薄膜，通过热处理使其晶化。通过原子力显微镜（AFM）形貌分析表明，在20～80nm的粒径范围内，可通过工艺配方参数的调整人为控制SnO2薄膜的颗粒大小。通过工艺优化制得粒径为27nm左右的薄膜，薄膜颗粒较小，分布均匀，薄膜的透明性好。X射线衍射（XRD）结果表明，随着热处理温度的增加，SnO2特征峰愈来愈尖锐明显，晶体结构趋于完全。Zeta电位分析表明，添加分散剂溶胶的Zeta电位比未添加分散剂溶胶的Zeta电位高；Zeta电位越高，溶胶稳定性越好。     

CuS-Fe2O3纳米复合薄膜的制备、表征和摩擦学性能

采用溶胶-凝胶法制备了纳米CuS-Fe2O3复合薄膜,研究了其微结构和摩擦学性能,并探讨了复合薄膜的磨损机制。用XRD,XPS,及AFM研究了薄膜的晶体结构、化学价态与表面形貌,用UMT-2研究了薄膜的摩擦学性能。研究结果表明,所制备的薄膜是均匀致密的,表面粗糙度为0.30 nm,CuS为粒径20 nm的正六面体结构,并且均匀分散在Fe2O3基体中;薄膜与GCr15不锈钢球对磨过程中表现出了很好的耐磨抗摩性能。CuS的摩尔分数为8%时的CuS-Fe2O3复合膜在滑动速度为150 mm/m in,载荷为1.5 N的条件下,摩擦因数为0.08,磨损寿命为4 200次,通过SEM观察薄膜的膜痕发现薄膜的磨损机制主要是轻微的擦伤、粘着转移和磨粒磨损。     

Ti_3AlC_2/Cu复合材料的制备与性能

将铜粉与不同体积分数的Ti_3AlC_2粉体混合,采用放电等离子烧结工艺在不同温度(850,900℃)保温20min制备Ti_3AlC_2/Cu复合材料,研究了Ti_3AlC_2含量和烧结温度对复合材料显微组织、相对密度、硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明:在900℃保温20min烧结后,随Ti_3AlC_2含量的增加,其在铜基体中逐渐呈不均匀分布,复合材料的相对密度减小、硬度增大;同时,复合材料的磨损率和摩擦因数均降低,耐磨性能增强,磨损机制按照犁削磨损和黏着磨损→黏着磨损和磨粒磨损→犁削磨损和轻微黏着磨损依次转变。900℃烧结所得复合材料的相对密度高于850℃烧结的,摩擦因数则低于850℃烧结的。     

层状结构金属化合物薄膜的制备及表征

采用分析纯TiO2、Nb2O5和K2CO3粉末为原料,采用高温固相反应制备出具有层状结构的K4Nb6O17和K2Ti4O9粉末,经过湿磨和离心沉淀分离,用旋转涂敷法在石英玻璃基片表面制备K4Nb6O17和K2Ti4O9薄膜。对所制备K4Nb6O17薄膜进行H^ 离子交换和正丙胺层间插入反应,用XRD对所制备的粉末和薄膜进行了表征。结果表明：所制得的薄膜均具有层状结构,因此有希望用此方法制备半导体复合金属化合物光催化薄膜。     

AlN/线性低密度聚乙烯导热复合材料的制备及性能

为提高线性低密度聚乙烯(LLDPE)材料的导热性能,利用钛酸酯偶联剂(NDZ-105)对AlN粉进行表面处理后,用粉末共混法制备了AlN/LLDPE导热复合材料;探讨了AlN和NDZ-105含量对复合材料导热性能的影响,并对其进行了DSC分析.结果表明:AlN的加入能促使复合材料结晶度的提高;复合材料的导热性能随着AlN含量的增加而增加,当AlN质量分数为50%时,材料的导热系数λ为0.883 4 W·(mK)-1,约为纯LLDPE的3倍;经NDZ-105表面处理后,复合材料的导热性能得到进一步改善.     

氧化石墨烯/碳纳米管复合薄膜制备及表征

将氧化石墨烯(GO)和COOH官能基多壁碳纳米管MWCNT-COOH在去离子水中混合。用超声探针对GO/MWCNT-COOH水溶液进行超音波处理。表面活性剂Triton X-100能使GO和MWCNT-COOH在水中更好地分散。使用真空泵,使悬浮液通过PTFE膜过滤,GO和MWCNT-COOH混合水溶液沉积在PTFE过滤膜上形成复合薄膜。用扫描电子显微镜对薄膜进行表征。用纳米压痕仪检测薄膜的力学性能,通过霍尔效应检测薄膜的导电性能。结果表明,复合薄膜随着GO含量的增加杨氏模量和硬度不断提高,还原前复合薄膜随着GO含量的增加导电率不断降低,热处理还原后复合薄膜随着GO含量的增加导电率迅速增大。     

玻璃表面纳米TiO2薄膜的制备及光催化性能研究

用Sol-Gel方法在载玻片上制备了透明的TiO2纳米薄膜。对溶胶的制备工艺、薄膜与基体的结合强度及光催化活性进行了研究。试验表明，薄膜的最佳烧结温度为650℃，加热速度为2℃/min，在此温度下烧结薄膜具有高的结合强度。XRD分析表明薄膜为锐钛矿晶型，对醋酸的光照降解试验表明，薄膜具有较高的光催化活性。     

纳米晶体钛表面TiO_2薄膜的制备及抗凝血性能

采用直流磁控溅射法分别在纳米晶体钛和粗晶工业纯钛表面制备了TiO_2薄膜,采用X射线衍射仪分析了薄膜的晶型结构,并采用体外动态凝血时间和血小板粘附试验研究了不同薄膜的抗凝血性能。结果表明:纳米晶体钛表面的TiO_2薄膜较工业纯钛表面薄膜的晶粒细小且均匀致密,该薄膜主要为金红石和锐钛矿的混合结构;该钛基材纳米化可显著提高自身及TiO_2薄膜的抗凝血性能。     

二维晶体Ti_2C的制备及对锂基润滑脂摩擦学性能的影响

采用氟化铵和盐酸溶液刻蚀Ti2Al C制备二维晶体Ti_2C,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(FESEM)对其物相和结构形貌进行表征。结果表明,Ti2Al C被氟化铵和盐酸溶液完全刻蚀得到纯度较高的Ti_2C二维晶体。利用四球摩擦试验机考察Ti_2C作为锂基润滑脂添加剂的摩擦学性能,并利用扫描电子显微镜(FESEM)和能谱分析仪(EDS)对钢球磨斑进行表面分析。结果表明,二维晶体Ti_2C作为润滑添加剂可明显提高锂基脂的减摩抗磨性能,并在Ti_2C质量分数为0.1%~0.25%时具有较好的减摩性,在质量分数为0.25%时具有较好的抗磨性;在摩擦过程中润滑脂中的Ti_2C沉积在摩擦副表面,形成具有优异摩擦学性能的润滑保护膜。     

薄膜瞬态温度传感器的制备及性能研究

针对普通温度传感器存在响应时间长、无法快速测量瞬态温度以及薄膜热电偶引线困难的技术难题,研制了一种响应速度快、测量精度高、引线方便的薄膜瞬态温度传感器。采用直流脉冲磁控溅射技术,在嵌入Ni Cr-Ni Si平行电极丝的陶瓷基体端面依次沉积Ni Si功能薄膜和Si O2绝缘保护薄膜。利用自行研制的静态标定系统对薄膜传感器的静态性能进行了研究,结果表明所研制传感器在50~400℃范围内具有良好的线性和热稳定性,塞贝克系数为41.2μV/℃,非线性误差不超过0.05%,改变Ni Si薄膜的厚度对传感器的塞贝克系数影响很小。利用ANSYS有限元仿真和动态标定实验对薄膜传感器的动态性能进行了研究,结果表明所研制传感器的响应时间为μs级,时间常数随着Ni Si热接点薄膜厚度的增加而增大,改变激光脉冲能量对传感器时间常数的影响很小。利用温度检定炉对薄膜传感器进行了测温试验研究,结果表明所研制传感器能够快速响应温度的变化,可为瞬态温度的测试提供有效的方法和技术途径。     

可见光响应TiO_2/Bi_4Ti_3O_(12)复合粉的制备及表征

以熔盐法制备的微米级片状TiO_2/Bi_4Ti_3O_(12)为基体,采用Ti(SO4)2水解结合后续热处理的方法制备了TiO2/TiO_2/Bi_4Ti_3O_(12)复合粉,研究了原料配比对复合粉晶体结构、形貌以及光催化降解脱色效果的影响。结果表明:该复合粉的形貌为微米级片状TiO_2/Bi_4Ti_3O_(12)表面分布着纳米级的TiO_2颗粒;当原料中铋、钛物质的量比低于1∶6时,复合粉对亚甲基蓝具有良好的吸附脱色效果,钛含量过多时会导致水解产物的团聚,降低复合粉的比表面积,使其脱色效果变差;当铋、钛物质的量比为1∶4时,复合粉的比表面积为13.444 m~2·g~(-1),可见光光照4h以内,对亚甲基蓝的脱色率达到85%,其光催化降解脱色速率高于TiO_2/Bi_4Ti_3O_(12)的。     

镧掺杂PZT薄膜的制备和表征

采用溶胶凝胶法在Pt(111)/Ti/SiO_2/Si(100)基底上制备掺镧锆钛酸铅薄膜(Pb_(1-x)La_xZr_(0.52)Ti_(0.48)O_3薄膜,简称PLZT),掺杂La浓度分别为x=0%,1%,2%,3%,4%和5%。研究了La掺杂对锆钛酸铅(简称PZT)薄膜的晶向、微结构、介电和铁电性能的影响:X射线衍射(XRD)分析显示掺杂La使得薄膜的晶向取向趋于杂乱。扫描电子显微镜(SEM)分析显示当掺杂浓度小于等于3%时,薄膜的表面可以看到明显的晶界;随着掺杂浓度的增加,薄膜表面的晶界变得模糊。掺杂La 3%的PLZT薄膜的相对介电常数最大,100 Hz下达到1430.02,相比不掺杂PZT薄膜的相对介电常数提高了32.4%。掺杂La 1%的PLZT薄膜的铁电性能最优,相比不掺杂的PZT薄膜,+Pr从17.3μC/cm~2增加到17.72μC/cm~2,-Pr从14.43μC/cm~2增加到16.98μC/cm~2。     

气敏薄膜传感器SnO2：Sb的制备及性能研究

利用等离子体化学气相沉积制备了ＳｎＯ２∶Ｓｂ导电薄膜。研究了膜电阻与沉积温度、电极间距及掺杂浓度间依存关系和薄膜阻温特性。测试了薄膜对ＮＯ２气体的气敏性,并进行了理论分析。     

多波段伪装涂料制备及性能表征

多波段兼容伪装涂料是伪装技术发展的难点之一。通过低发射率伪装颜料的合成与热红外透明树脂的选择制备了绿色伪装涂料，利用近红外光谱测试和热红外成像分析表明，该绿色伪装涂料在可见光、近红外、热红外等波段都具有较好的伪装效果。     

基于Zn_2SiO_4:Mn的成像器件紫外增强薄膜制备及表征

在CCD、CMOS等硅基光电成像器件的光敏面镀下变频薄膜将紫外波段的光变为可见波段的光,可实现CCD、CMOS等硅基光电成像器件的紫外响应.考虑Zn2SiO4∶Mn粒子直径小,稳定性好,荧光量子效率高等优点,本文用"旋涂法"在石英基底上生成Zn2SiO4∶Mn紫外增强薄膜,并对其透射光谱、吸收光谱、激发光谱与发射光谱等光学性质进行分析.实验测得薄膜在300 nm以下透过率极低并具有很强的吸收,在300 nm以上透过率很高且吸收很弱;激发峰在260 nm,发射峰在525 nm,可以实现将紫外光转化为可见光.分析了Zn2SiO4∶Mn薄膜的均匀性、厚度、稳定性等物理性质对其变频性能的影响.实验结果表明,利用Zn2SiO4∶Mn薄膜可以有效增强CCD等光电器件的紫外响应,实现光电器件的紫外探测.     

磁控溅射法制备ZrW2O8薄膜及其性能

利用射频磁控溅射法在单晶硅片和石英基片上沉积了非晶态ZrW2O8薄膜,对不同温度下热处理的薄膜进行了XRD分析;用扫描电镜观察了薄膜的表面形貌,用阻抗分析仪和分光光度计分别研究了薄膜的介电性能和透光性能.结果表明:非晶态薄膜在740℃热处理3 min可以制得具有较好负热膨胀特性的ZrW2O8薄膜,其热膨胀系数为-2.54×10-5 /℃;介电常数和介电损耗均随着频率的增加而减小;在可见光范围内薄膜的透光率达75%.     

MoS_2基复合润滑薄膜的制备及其摩擦性能

采用磁控溅射法在不锈钢基体上制备了MoS2/Ni复合润滑薄膜,研究了添加DLC(类金刚石薄膜)中间层对于MoS2/Ni复合薄膜的影响,探讨了复合润滑薄膜的减摩机理;使用EDS与XRD测定了复合薄膜的主要成分和物相结构,使用多功能摩擦试验机测定了薄膜的摩擦因数.结果表明:复合薄膜的主要成分为MoS2和Ni;薄膜中主要晶面为平行于基面的(002)晶面;复合薄膜的摩擦因数在0.06～0.18之间变化,且在高速重载的环境下具有更低的摩擦因数和更高的摩擦稳定性;中间层的加入进一步降低了复合薄膜的摩擦因数,达到0.04左右.     

三元层状化合物Ti_2SC的制备及其力学性能

以钛粉、石墨粉、硫粉为原料,铝粉为助剂,采用自蔓延高温合成法和球磨处理制备出了Ti_2SC粉体;然后以该粉体为原料,通过放电等离子烧结在不同温度和保温时间下制备了三元层状Ti_2SC块体材料;考察了Ti_2SC粉体的物相和微观形貌,以及烧结温度和保温时间对块体材料力学性能和断面形貌的影响。结果表明:制备的Ti_2SC粉体活性较高,其中含有少量副产物TiC和Ti_3S4;在1 250℃保温5min得到的块体材料具有优异的力学性能,其密度为4.57g·cm~(-3),维氏硬度为8.61GPa,断裂韧度可达5.81MPa·m~(1/2),其断面形貌为层状和柱状晶粒混合的结构。