大功率激光制备a-C和a-C∶H类金刚石膜的光学性能研究

采用大功率高重复频率准分子激光溅射热解石墨靶制备了类金刚石碳膜, 研究了实验条件对类金刚石膜光学性能的影响, 发现氢可以提高膜中sp3键的含量和膜的光学透过率. 在实验参数范围内, 膜的光学性能随着氢压的增加而提高. 根据类金刚石膜的反应沉积机理对上述结果进行了分析、解释.     

直流负偏压对类金刚石薄膜结构的影响

在不同的直流负偏压下利用直流射频等离子体辅助化学气相沉积技术在单晶硅表面沉积得到了类金刚石薄膜,用拉曼光谱、红外光谱和原子力显微镜对薄膜的结构和形貌进行了表征.结果表明:无偏压时,沉积得到的薄膜呈现类聚合物结构且表面比较粗糙,而叠加了偏压后,薄膜表现出类金刚石薄膜的结构特征,随着偏压的增大,膜中的氢含量和sp3碳含量均逐渐减小,且薄膜的表面粗糙度逐渐减小.     

DMF溶液中导电玻璃上沉积类金刚石薄膜

液相法制备类金刚石膜设备简单,操作容易,能大面积成膜,越来越受到研究者们的关注．Ｎａｍｂａ［１］以乙醇为介质,在１２００Ｖ电压７０℃以下沉积膜,得到了类金刚石膜;Ｓｕｚｕｋｉ等［２］以水乙二醇溶液为介质制膜,只得到了石墨相的碳膜;以乙醇的水溶液为介质利用电解热沉积膜,得到了玻璃碳和石墨碳,同时阴极钨发生碳化有ＷＣ和Ｗ２Ｃ生成［３］;Ｎｏｖｉｋｏｖ等［４］在乙炔的液氨溶液中沉积膜,Ｒａｍａｎ谱表明他们得到了类金刚石（ＤＬＣ）膜;Ｋｗｉａｔｅｋ等［５］重复了Ｎａｍｂａ的实验,证明沉积膜主要为非晶态…     

聚硅氧烷/钛溶胶光催化复合膜的制备与表征

在锐钛型钛溶胶颗粒或粉体TiO2存在下,进行端乙烯基硅油与含氢硅油的原位硅氢加成反应,制得聚硅氧烷/TiO2复合膜,实现TiO2在立体交联膜中的分散及与聚硅氧烷基体的有效复合.通过红外分析、电镜观察、拉伸实验和紫外-可见光透过测试,对聚硅氧烷的组成和交联结构、复合膜的形态结构及其拉伸和光学性能进行表征和分析.发现原料硅油的扩链处理和SiO2的补强作用有助于提高反应的过程稳定性及复合膜的拉伸性能.亲水性的粉体TiO2在成膜过程中易发生进一步的大规模团聚,这在膜表面构筑微纳结构的同时会劣化膜材的力学、光学性能.溶胶-凝胶法自制钛溶胶颗粒表面残留有部分未脱除的有机基团,这使其具有一定的亲油性和较好的有机相容性,因而钛溶胶颗粒可在有机介质和聚硅氧烷膜中达到初级粒子形式的均匀稳定分散.上述形态结构,可使相应复合膜具有更佳的拉伸性能和紫外屏蔽/可见光透过性能,并有望在保持复合膜高耐老化性的同时具有高效的光催化性能.     

可溶性聚酰亚胺类偶氮高分子的合成与表征

用聚合物的后重氮偶合方法合成了以可溶性聚酰亚胺为主链 ,偶氮生色团为侧基的新型偶氮高分子 ,并通过引入线性长链烷烃侧基来提高聚合物的溶解性 .采用红外光谱、氢核磁共振、紫外光谱和热分析等手段 ,对产物的结构、热性能及光学性能等进行了表征 .该聚合物膜在氩离子干涉激光的照射下形成正弦波形的表面起伏光栅 ,起伏深度可达 2 0 0nm .     

混合溶剂对可录型光盘中吲哚类菁染料薄膜性能的影响

本文采用紫外可见光谱、FT-IR及AFM等手段,研究了混合溶剂对光盘记录介质吲哚类菁染料薄膜光学性能、稳定性和表面结构的影响.发现在不同混合溶剂下涂出的相同膜厚的染料薄膜,其光学性能和表面形貌都有很大的差异.不同的混合溶剂都存在一个最佳混合体积比,染料在此体积比下旋涂出膜的光学性能和表面形貌均优于单一溶剂下涂出的膜.对比不同混合溶剂涂出的膜的光学性质及AFM的观测结果,发现二丙酮醇与氯仿在等体积比混合、四氟丙醇与氯仿在7:3体积下混合时效果最好,易得到反射率高,表面较平整的染料薄膜.     

醋酸纤维素衍生物的合成及包衣性质

用苯酐、四氢苯酐和甲基四氢苯酐对醋酸纤维素进行修饰,对醋酸纤维素邻苯二甲酸酯(CAP)、醋酸纤维素四氢邻苯二甲酸酯(CATH)和醋酸纤维素甲基四氢邻苯二甲酸酯(CAMT)的性质如酸值、膜透湿性、抗张强度、黏度和玻璃化转变温度进行了初步探讨,并选用盐酸青藤碱为模型药物进行包衣片剂的体外释放实验.结果表明,两类高分子材料的成膜性能良好,符合药剂学薄膜包衣材料的有关要求.包衣片的体外释放实验表明,CAMT和CATH作为薄膜材料在纯化水中释放药物的速度比醋酸纤维素薄膜材料释放药物的速度明显减慢.CAMT和CATH可以用作长效释药的包衣材料.     

射频磁控溅射制备纳米晶Ni-Mo催化阴极及其表征

利用射频磁控溅射方法制备了纳米晶Ni-Mo合金薄膜, 并将其用作太阳能光电化学制氢的阴极催化膜. 采用XRD， EDS， SEM和AFM对膜的晶型、 成分、 表面形貌以及晶粒尺寸进行了表征. 用稳态极化曲线和电化学交流阻抗谱对膜的析氢电化学特性进行了测试. 结果表明， 在较高的工作压强、 较低的衬底温度和较远的靶距下沉积的膜有较好的电化学性能, 晶粒的细化以及膜中Mo含量的增加有助于析氢催化活性的提高, 在电流密度为100 mA/cm2时析氢过电势为177.7 mV, 电化学脱附是膜上析氢反应的控制步骤.     

掺硼多晶金刚石膜的电化学性能研究

采用EACVD(Electron Assisted Chemical Vapor Deposition)方法制备了掺硼金刚石膜, 并用扫描电镜、拉曼光谱及霍尔效应等测试方法对其表面形貌、生长特性、载流子浓度以及导电性能进行了分析. 测试结果表明, 掺硼金刚石膜是由微米级晶粒组成的多晶膜, 其载流子浓度为4.88×1020 cm-3, 电阻率为0.03 Ω·cm, 是高品质金刚石膜. 用该金刚石膜制作电化学电极, 利用循环伏安法分别测量了金刚石膜电极在氯化钾空白底液、亚铁氰化钾溶液和左旋半胱氨酸溶液中的循环伏安曲线, 发现该金刚石膜电极在水溶液中具有宽的电化学窗口(约为3.7 V)和接近零的背景电流, 在生物制剂的检测中具有很高的灵敏度和良好的稳定性, 是一种理想的电化学电极材料.     

氢溴储能电池结构的优化和运行条件对电池性能的影响

研究了氢溴电池的电池结构、正极氢溴酸和溴电解质浓度、负极的氢气压力、质子交换膜厚度对氢溴电池的性能和电池效率的影响。对氢溴电池结构进行改进,单电池实现了200 mA·cm^-2电流密度恒流充放电,电池库伦效率100%。溴电极电化学反应受浓差极化控制,提高氢溴酸浓度,电池充电性能提高,同时,溴在氢溴酸的溶解度增大,电池放电性能也提高,氢溴酸浓度由0.5 mol·L^-1提高至1 mol·L^-1,电流密度200 mA·cm^-2,电池的能量效率和电压效率提高27.9%。氢溴电池充电过程,降低电池负极氢出压力,有利于提高充电性能,但膜透酸严重,放电过程中最佳的氢出压力是维持氢在碳纸憎水催化层的单层吸附,充放电过程氢出压力均为40.0 kPa,电池的能量效率80.2%。膜厚度与膜电阻极化和膜透酸密切相关,充电过程,膜由50.0 μm降至15.0 μm,膜透酸严重,负极电化学活性比表面积下降,电池充电性能降低。膜厚度对放电性能的影响还与电流密度有关,电流密度较低时,膜透酸造成负极电化学比表面积下降居主导地位,50.0 μm Nafion膜放电性能更高;电流密度超过200 mA·cm^-2时,膜电阻极化居主导电位,15.0 μm Nafion膜性能更高。采用20.0 μm质子交换膜,在200 mA·cm^-2电流密度循环充放电五次,电池的能量效率和电压效率达到85.3%,库伦效率100%。     

PET光学膜紫外光固化硬涂层的制备

本文以改性聚氨酯丙烯酸酯为主体,制备了一种PET光学膜用透明硬涂层材料.讨论了光固化树脂、活性稀释剂、光引发剂等因素对PET光学膜加硬后的硬度、耐磨性、附着力等性能的影响,并从反应机理方面分析探讨了实验结果.经测试:实验制备的涂层硬度5H,附着力100%,经RCA纸带耐磨擦试(500g,1000cycles),PET膜可见光透过率无损失,同时具有低表面张力,出色的柔韧性和良好的耐化学品性.     

添加氧影响下低压金刚石生长的条件

采用非平衡热力学耦合模型研究金刚石在CO-H₂、CO-O₂-H₂体系中的生长情况,计算不同氧含量下的金刚石生长相图,固定氧氢比考察压力变化对金刚石生长区的影响,讨论了不同氧氢含量对金刚石生长区的影响。与经典的平衡热力学理论计算所得的相图不同,本文的相图均有金刚石生长区,可以很好地解释低压下金刚石在气相中的生长,还可以用于指导低压金刚石生长的实验研究。     

类金刚石碳薄膜对碳膜导电性能的影响

以聚酰亚胺薄膜为原料,经炭化形成碳膜;进而在碳膜表面制备了类金刚石碳(DLC)薄膜,研究了制备条件对碳膜导电性能的影响.采用扫描电镜分析了薄膜的表面形貌和微观结构;采用X射线衍射仪分析了薄膜的晶体结构.结果表明,DLC薄膜的电阻率随着沉积时间的延长先减小后增加;当沉积时间达到3 h时,相应DLC薄膜的电阻率达到最小值5.66×10-5Ω.m.     

氢终止金刚石表面的形成机理

为考察金刚石形成氢终止表面的反应机制,采用微波氢等离子体处理以及电阻丝氢气气氛加热处理进行对比研究.利用光发射谱(OES)和漫反射傅里叶变换红外光谱(DRIFTS)分别表征了微波氢等离子体中的活性基团和金刚石表面氢终止浓度.结果表明,微波氢等离子体环境下,随着衬底温度、等离子体密度和能量的增加,温度至700 ℃ (800 W/3 kPa)时,等离子体中出现了明显的CH基团;相应地,金刚石表面氢终止浓度随温度、等离子体密度和能量的增加而增加.采用氢气气氛下电阻丝加热的方法同样形成了氢终止金刚石表面,表明微波等离子体处理金刚石表面形成氢终止主要源于由温度控制的表面化学反应,而非等离子体的物理刻蚀作用.氧终止金刚石表面形成氢终止的机制是表面C=O键在高于500 ℃时分解为CO,相应的悬挂键由氢原子或氢分子占据.     

水杨醛缩苯胺类席夫碱构象异构体的稳定性及其非线性光学性质的理论研究

运用量子化学有限场FF/PM3方法,对水杨醛缩苯胺类席夫碱几种异构体稳定构象的能量、结构、非线性光学系数进行了分析,探讨氢键及氢迁移过程对体系稳定性和非线性光学性质的影响.结果表明:水杨醛缩苯胺类席夫碱分子具有较好的二阶非线性光学性质,并可能成为一类良好的光学材料.     

稀土氧化物对二次锌电极性能的影响

应用阴极极化法在锌电极上覆盖一层稀土氢氧化物膜La(OH)3或Ce(OH)3,并用循环伏安、动电位极化、定电位阴极极化实验研究其电化学性能.结果表明,La(OH)3或Ce(OH)3膜能抑制锌酸根离子的迁移,提高析氢过电位,降低腐蚀电流密度并能抑制枝晶生长.SEM观测显示,稀土氧化物La2O3或CeO2改变了锌沉积形态,进而提高了锌酸钙电极的充放电循环性能.     

钯合金膜分离纯化氢同位素的研究进展

钯合金膜因其具有优异的透氢性能及良好的化学和热稳定性,已被广泛应用于氢同位素的分离纯化领域。而PdAg和PdY合金膜在众多钯合金膜中透氢性能出色备受关注。本文比较了PdAg、PdY等多元钯合金膜的透氢性能及抗中毒情况,总结了PdAg复合膜的制备方法及透氢选择性,重点介绍了钯合金膜分离氢同位素的研究进展,并对钯合金膜的未来研究方向进行展望。     

高功率准分子激光沉积类金刚石膜的结构及性能

采用高功率和高频率准分子激光器在高真空及H₂和N₂气氛下沉积类金刚石膜.利用Raman光谱和电子衍射方法分析了膜的微结构.Raman光谱呈典型DLC膜的特征,G峰位于1528cm^-1,D峰位于1327cm^-1,为一大的肩峰,电子衍射图象呈多晶电子衍射特征,可观察到5个同心圆环,由此计算出的面间距与金刚石(111),(200),(220),(331)和(332)面间距相符.红外吸收光谱测量结果表明,在Ge片上单面镀类金刚石膜具有明显的红外增透效果,在1000～3000cm^-1范围内红外透过率达到55%以上.用原子力显微镜和SEM观察了表面形貌,用显微硬度计和显微划痕仪测试了膜的硬度与附着力.     

纳米金刚石球晶的激光溅射产生与透射电镜表征

在高温高压合成金刚石技术日趋成熟的同时，气相沉积（CVD）条件下实现常压金刚石膜的合成已倍受人们的关注．利用脉冲激光溅射石墨，发现可在一定的基底上获得一类具有某些金刚石特征的薄膜，即类金刚石碳膜（DLC）［‘－‘j．这为在常规条件下合成金刚石带来了新的希望．但DLC只具有金刚石的某些特征，而基本上不具备晶体的有序结构［”’j．我们曾报道了在激光液相溅射的产物中观察到众多的碳球D‘，并通过高分辨透射电镜（HREM）、选区衍射（SAED）及其它相关实验，确定了其具有金刚石结构．且实验部分实验所用的激光是Q开关Nd…     

Ni-BaCe0.6Zr0.2Nd0.2O3-δ金属陶瓷双相膜的氢渗透性与稳定性

制备了金属陶瓷双柏Ni-BaCe0.6Zr0.2Nd0.2O3-δ膜,并将其用丁从含氢混合气巾分离氧气,研究了该膜在不同条件下的透氢性能以及膜片在CO2与H2O存在条什卜的透氢稳定性.结果表明,膜片的透氧最随着温度的升高而提高.当使用含3%H2O的原料气时,膜片透氢量是其在干燥气氛时的2～5倍;在900℃,原料气为潮湿80%H2/He的条件卜,膜片的透氢量达到0.073cm3/(min cm2).膜片在含有30%CO2的混合气巾,经100 h寿命实验后,仍然保持较高的渗透稳定性.这些结果表明该双相膜在分离CO2和H2混合气中具有很好的应用前景.