紫外辐照对溶胶-凝胶光学薄膜性能的影响

采用溶胶-凝胶技术,使用旋涂方法在K9玻璃和单晶硅片上制备各种光学薄膜,并用紫外光源作为高能光子源辐照溶胶-凝胶光学薄膜。使用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、椭偏仪、铅笔硬度仪等测量和分析薄膜的特性。用输出波长1 064 nm、脉宽15 ns电光调Q激光系统测试薄膜的激光损伤阈值。结果表明,紫外光辐照可提高薄膜折射率和机械性能。采用紫外预处理还能将节瘤缺陷转换成孔洞缺陷,从而有效提高薄膜的激光损伤阈值,其中,单层ZrO2薄膜的激光损伤阈值达到50.6 J/cm2(1 064 nm,1 ns)。与当前流行的激光预处理技术相比,紫外预处理的设备简单、易于操作。溶胶-凝胶多层膜经紫外光处理后,有效提高了多层膜膜层的均匀性。     

低密度碳气凝胶制备及其热学、力学性能研究

ICF及X光激光实验将结构和密度可调的碳气凝胶作为一种常用靶材料,其力学、热学性能和结构直接影响其应用。本文以间苯二酚（R）和甲醛（F）作为反应前驱体,通过调节反应参数和控制制备条件合成了低密度（<50mg/cm³）碳气凝胶,最低密度为36mg/cm³。利用场发射扫描电镜（FESEM）、X射线衍射仪、孔径分布及比表面积测试仪和同步热分析仪等对低密度碳气凝胶的结构进行研究;采用动态力学分析仪、电子拉伸试验机和热传导分析仪对其性能进行表征。研究表明,该低密度碳气凝胶具有明显珍珠项链状纳米网络,颗粒大小均匀,粒径约为70nm,比表面积达1217m²/g;在-120～200℃温区内,具有稳定的力学性能,杨氏模量仅为0.375MPa,是一种理想的弹性材料。常规密度碳气凝胶材料为几十MPa。在室温空气气氛下,其热导率低至0.05W/(m•K),相对于常规碳气凝胶有较大改善。     

SiO2纳米复合稳定WO3薄膜气致变色特性研究

以钨粉为主要原料,采用过氧化法及提拉技术制备WO3薄膜,通过SiO2纳米颗粒复合改性提高了WO3薄膜的气致变色稳定性.测试并研究了SiO2复合掺杂对溶胶颗粒分布、气致变色稳定性等的影响,通过测试薄膜循环中红外振动吸收的演变,深入研究了SiO2纳米复合对WO3薄膜气致变色性能影响的内在机制.研究结果表明,SiO2的掺杂抑制了WO3薄膜内的共角聚合,将薄膜的致/褪色循环次数由20次提高到500次以上,WO3-SiO2复合薄膜的稳定网络结构是提高其气致变色循环稳定性的主要原因.     

热处理对V2O5-TiO2复合薄膜表面结构与光学性能的影响

以钛酸丁脂、V2O5粉末为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了V2O5-TiO2复合薄膜,并采用X射线光电子能谱(XPS)和Uv-vis-nir分光光度计等方法研究了热处理对薄膜性能的影响.结果表明,随热处理温度的升高,复合薄膜中钛离子的价态不变,仍为Ti4 ;而V4 离子逐渐被氧化为V5 离子;并采用氢氧基团、碳氧键与多种钒离子进行叠加拟合,拟合结果与实验曲线非常符合;V2O5-TiO2复合薄膜在紫外光波段的透射率减小,吸收带边出现红移.     

用于KDP晶体保护的AF2400-SiO2疏水光学薄膜

在惯性约束聚变(ICF)装置中大量使用具有变频特性的水溶性磷酸二氢钾(KDP)类晶体材料。在KDP晶体上镀制薄膜材料成为保护KDP晶体的有效措施。以正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用溶胶-凝胶法和提拉方式制备膜厚λ/4的增透膜,再采用具有高憎水特性、高透射率、低折射率的氟聚合物AF2400在FC-75的可溶解特性,在SiO2增透膜上旋涂AF2400防潮膜。对薄膜的表面形貌、疏水性能、光学性能和抗激光损伤阈值等进行了测试。结果显示,AF2400-SiO2复合光学薄膜表面平整,折射率为1.21,疏水角可以达到110°~120°,抗激光损伤阈值为19.5 J/cm2,是性能优良的疏水光学薄膜,可用于三倍频晶体KDP的保护。     

碳气凝胶的常压干燥制备及结构控制

研究了碳气凝胶在常压条件下的制备过程和干燥方法. 用扫描电镜、比表面测量仪及孔径分布仪对其结构进行了表征与测试. 通过改变催化剂和溶剂的用量,可以实现碳气凝胶的颗粒直径及孔洞由纳米到微米级的连续调节. 通过降低催化剂浓度并以丙酮进行溶剂替换,成功实现了碳气凝胶的常压干燥. 常压干燥样品具有250~650 kg/m3的低密度和250~550 m2/g的高比表面积. 分析了其溶胶-凝胶反应机理,围绕毛细压力和材料强度等方面探讨了其常压干燥的实现途径.     

纳米多孔SiO_2气凝胶的表面修饰和吸附特性(英文)

采用溶胶-凝胶法,通过表面修饰等工艺,在常压条件下制备出高气孔率的疏水性 SiO2气凝胶。表面修饰能够调节气凝胶内部纳米多孔结构和增大比表面积。表面修饰采用三甲基氯硅烷,其 Si-CH3基团能取代原有气凝胶表面的 O-H 基团,使其具有疏水特性。用扫描电镜,红外光谱以及孔径分布仪对其结构和表面基团进行了表征,对其吸附特性进行了测试。结果表明,SiO2 气凝胶具有纳米多孔结构,且有较好的疏水特性,其吸附性能较活性炭纤维和活性炭颗粒高 3～4 倍,再吸附容量基本不变,是一种极好的高吸附材料,具有广阔应用前景。     

水热合成法制备HfO_2薄膜(英文)

以HfOCl2·8H2O为前驱体采用水热合成法制备了HfO2溶胶,采用旋涂法制备了HfO2-PVP薄膜。利用透射电镜和粒度分析仪观察和表征HfO2溶胶的微观结构和粒度分布。实验发现,通过调整不同的水热合成温度、反应物前驱体浓度、溶液的pH值和水热合成时间等制备条件,可以在3～100nm范围内对HfO2溶胶颗粒的大小进行控制。分别采用椭偏仪,原子力显微镜,傅里叶红外变换光谱对HfO2–PVP薄膜的形貌和结构进行了表征和测量。结果表明,旋涂法制备的HfO2-PVP薄膜的粗糙度小于0.5nm,折射率达1.75左右。实验还发现,HfO2薄膜的激光损伤阈值达到15J/cm3(1064nm,1ns),HfO2-PVP薄膜的激光损伤阈值可高达20J/cm3(1064nm,1ns)。还对HfO2-PVP薄膜中有机粘结剂PVP在激光诱导损伤过程中的作用机理进行了初步探讨。     

制备条件对电致变色氧化镍薄膜特性的影响

在充氧气的真空室内 ,用电子束蒸发NiO粉末颗粒的方法分别以 0 1和 0 8nm/s的淀积速率制备了氧化镍薄膜 ,并在不同的环境中对薄膜进行热处理。研究了薄膜结构和电致变色特性与淀积速率的关系 ,发现以较慢和较快速率淀积的薄膜分别具有NiO晶粒的 (2 0 0 )和 (111)不同择优取向 ,前者致色范围较小 ,后者致色范围较大。还研究了热处理对薄膜的结构、动态致色范围、致色效率 ,以及红外光谱特性的影响 ,发现热处理对薄膜的致色效率影响较小 ,然而对动态致色范围的影响很大。     

高效X光背光源靶材料的研究进展

靶材料的成分、微结构和密度是决定激光驱动X光背光源光子能量和强度的关键参数。基于此,介绍了背光源靶的分类、靶材料的制备及其与强激光的作用机制。背光源靶有着由稠密靶向欠稠密靶发展的趋势,其中,泡沫疏松靶以其操作安全和可选成分广泛等优点成为高效欠稠密靶。泡沫疏松靶材料又包含纳米纤维和气凝胶：纳米纤维是由静电纺丝结合热处理工艺制备的,具有成型性好、发光原子含量高等特点;而气凝胶靶则通过溶胶-凝胶技术结合超临界流体干燥工艺制备,其微结构均匀、理论转换效率高,但目前合成条件复杂、发光原子含量较低。结合多种溶胶-凝胶技术合成密度低、发光原子含量高的块体气凝胶将成为背光源制靶重要的研究方向。