EVOH树脂薄膜制备及其保温性能的红外光谱研究

采用平挤上吹成膜工艺制备了EVOH,PE,EVA薄膜,并利用红外光谱仪、透光率/雾度测定仪等分别研究了以EVOH,PE,EVA树脂为基材生产的薄膜的透光率、雾度、红外阻隔率和温室增温、保温性能的关系.结果表明在光学性能上,EVOH树脂薄膜比常用的PE和EVA农膜的雾度分别下降10%和5%左右;从红外透射率来看,EVOH...     

硅基锗薄膜的红外吸收谱和电学特性

为了解退火对硅基锗薄膜的质量、红外吸收、透射率和电学性质的影响,采用分子束外延方法用两步法在硅基上生长锗薄膜。将生长后的样品分成两部分,其中一部分进行了退火处理。对退火前后的样品用高分辨X射线双晶衍射仪测量了(400)晶面的X射线双晶衍射摇摆曲线,用傅里叶红外光谱仪测量了红外透射率和吸收谱,并用霍尔效应仪测量了退火前后样品的载流子浓度、迁移率、电阻率、电导率和霍尔系数。结果表明,退火后的薄膜质量明显提高。退火后大部分区域吸收增大,透射率明显减小,615~3 730 cm-1区间的透射率均比退火前降低了20%以上。退火后的体载流子浓度增大到退火前的23.26倍,迁移率增大到退火前的27.82倍。     

温度对AZO薄膜红外辐射性能的影响

随着全球资源的减少和环境的恶化,节能减排已成为人们关注的焦点,具有保温隔热功能的低辐射玻璃成为研究的热点。提高玻璃保温隔热性能最有效的方法就是在其表面涂覆低辐射率层。原材料丰富、导电性能好、可见光透过率高等优势使得Al掺杂ZnO (AZO)薄膜成为最具潜力的低辐射率层。系统研究了温度对AZO薄膜红外辐射性能的影响,分析了变化机理。首先研究了在一定的温度下持续一段时间后,AZO薄膜的红外比辐射率的变化情况。然后研究了在变温环境中红外比辐射率的变化情况。采用直流磁控溅射法在室温下玻璃基片上沉积500 nm厚的AZO薄膜,将薄膜放到马弗炉中进行热处理,在100～400 ℃空气气氛下保温1 h,随炉冷却。采用X射线衍射仪对AZO薄膜进行物相分析,采用扫描电子显微镜观察薄膜表面形貌变化。利用四探针测试法测量AZO薄膜的电阻率,采用红外比辐射率测试仪测试薄膜红外比辐射率, 可见分光光度计测量可见光谱。测试的结果表明,薄膜热处理前后均为六角纤锌矿结构,(002)择优取向。300 ℃及以下热处理1 h后,(002)衍射峰增强,半高宽变窄,晶粒尺寸长大。随着热处理温度的升高,薄膜的电阻率先减小后增大,200 ℃热处理后的薄膜具有最小的电阻率(0.9×10-3 Ω·cm)。热处理温度升高,晶粒长大使得薄膜电阻率降低。热处理温度过高,薄膜会从空气中吸收氧,电阻率下降。薄膜的红外比辐射率变化趋势和电阻率的一致,在200 ℃热处理后获得最小值(0.48)。自由电子对红外光子有较强的反射作用,当电阻率低,自由电子浓度高的时候,更多的红外光子被反射,红外辐射作用弱,红外比辐射率小。薄膜的可见光透过率随着热处理温度的升高先减小后增大,200 ℃热处理后的薄膜的可见光透过率最小,但仍高达82%。这种变化是由于自由电子浓度变化引起的,自由电子对可见光有很强的反射作用。选取未热处理和200 ℃热处理后的样品进行变温红外比辐射率的测量,将样品放在可加热的样品台上,位置固定,在室温到350 ℃的升温和降温过程中每隔25 ℃测量一次红外比辐射率,结果表明,在室温到350 ℃的温度范围内,AZO薄膜的红外比辐射率在升温过程中随着温度的上升而增大,在降温过程中减小,经过整个升、降温过程后,薄膜的红外比辐射率增大。     

辉光放电聚合物薄膜的红外性质研究

为了实现惯性约束聚变 (ICF)点火,需要制备出均匀的高密度燃料靶。对于氘氘 (DD) 冰层,红外均化技术可用于改善其内表面粗糙度。本文利用红外光谱仪和红外显微镜研究了辉光放电聚合物(GDP)薄膜和靶球的红外吸收性质,得到了GDP薄膜材料特定波长处的红外吸收系数。通过比较薄膜材料和靶球的红外吸收,证实了热处理可以降低GDP材料中的氧化位点,从而抑制羟基(—OH)峰的形成,优化DD冰层的红外均化效果。利用所得实验数据对DD均化实验中红外均化积分球所需要的红外功率和国家点火装置(national ignition facility, NIF)标准靶的红外透射率进行了估算,计算结果对DD冰红外均化实验具有重要指导作用。     

利用红外光谱成像技术研究PP/PE共混物

利用红外光谱对不同比例条件下制备的PP PE共混物进行了研究 ,通过对PP ,PE的特征吸收峰的分析 ,发现聚丙烯 (PP)特征峰峰面积与聚乙烯 (PE)特征峰峰面积的比值与PP/PE共混物的质量比之间存在较好的对应关系。利用特征吸收峰面积之比 ,借助红外成像技术对PP纤维热压在PE薄膜上制备的样品的研究得到了复合共混物的分布信息 ,发现其成像结果与偏光显微镜的结果有很好的吻合。实验研究结果表明采用红外成像技术 ,利用特征吸收峰面积之比可以进行对聚合物共混物的分相行为的研究。     

基于FTIR光谱技术对可生物降解材料中添加PE/EVA组分的定性定量分析

以海南禁塑名录(第一批)中禁用不可降解塑料聚乙烯(PE)和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)为目标物,按不等质量梯度分别与聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)和聚乳酸(PLA)等可生物降解聚合物熔融共混,进行复合物中PE和EVA的定性定量分析研究,以期为市场监督禁塑组分的违规添加提供数据。傅里叶变换红外光谱(FTIR)结合聚类分析,对PE-PBAT、 EVA-PBAT、 PE-PLA和EVA-PLA二元共混体系中的68个自制样品进行目标物鉴别及定量分析。结果表明,将所有光谱数据采用化学计量法分析研究,其聚类分析法可将样品分为3类,全波段下A=14,R²X(cum)=0.997,Q²(cum)=0.992。FTIR解析以峰形和峰位置筛选定性特征峰,以峰强变化筛选定量特征峰,其中PE-PBAT和EVA-PBAT体系有定性特征峰2 918和2 850 cm^-1,定量特征峰2 918, 2 850, 1 714和727 cm^-1; PE-PLA体系有定性特征峰2 918, 2 850和718 cm^...     

硅薄膜的短波红外光学特性和1.30μm带通滤光片

在短波红外区域(1～3μm),硅薄膜材料因其具有折射率高、透明性好、膜层应力易匹配等诸多优点而得到广泛应用。基于改进后的Sellmeier模型拟合出了制备的硅薄膜的短波红外光学特性,以此为基础,选用硅和二氧化硅两种材料,设计并制备出中心波长在1.30μm,相对带宽2.46%的带通滤光片。利用了硅薄膜在波长小于1.0μm波段的吸收特性较好地扩展了带外截止范围。测量结果表明,具有2个谐振腔的带通滤光片峰值透射率达到85.8%,半功率带宽控制在约32nm,带外截止范围覆盖了波长小于1.75μm的光谱区域。     

不同CHF_3/CH_4流量比下沉积a-C∶F∶H薄膜键结构的红外分析

通过微波电子回旋共振等离子体化学气相沉积方法使用CH4 CHF3源气体制备a C∶F∶H薄膜 .红外结果表明 ,a C∶F∶H薄膜随着流量比R =[CHF3] [CHF3] [CH4])的变化存在结构上的演变 ,R <6 4%时 ,薄膜主要是以类金刚石 (DLC)特征的结构为主 ;当R >6 4%时 ,薄膜表现为一个类聚四氟乙烯 (PTFE)的结构 ,结构单体主要为 CF2 .同时这种结构上的变化影响着薄膜的光学带隙 .在类DLC特征结构区 ,Eg 随着流量比的增加而下降 ,而在类PTFE区 ,Eg 则随着流量比的上升而上升 .a C∶F∶H薄膜在R >92 %时透射率接近 10 0 %     

聚乙烯醇/二氧化硅复合增透膜的制备和可清除性

 用溶胶-凝胶法制备了易清洗的聚乙烯醇/二氧化硅(PVA/SiO₂)复合增透膜。先在K9玻璃基片上镀制PVA薄膜,然后在PVA薄膜上镀上二氧化硅增透膜。用紫外可见光分光光度计、椭偏仪、光学显微镜、扫描探针显微镜和静滴接触角测量仪分别分析了膜层和基片的透射率、膜层厚度和折射率、表面形貌、水接触角等性质,用去离子水作溶剂对复合膜层进行清洗。结果表明：聚乙烯醇/二氧化硅复合增透膜峰值透射率达到99.8％,峰值透射率位置可以随SiO₂厚度而调节。复合膜层能够被热水清除,清除后基片完好,其透射率、表面形貌和水接触角与镀膜前一致。     

石墨烯/聚乙烯醇/聚偏氟乙烯基纳米复合薄膜的介电性能

石墨烯由于具有良好的力学性能、高的电子传递能力以及相对较低的生产成本等优势而受到广泛关注,但现在多将其直接分散在聚合物中提高聚合物的介电性能.本工作中,制备出了还原氧化石墨烯/PVA/聚偏氟乙烯(PVDF)的三相纳米复合薄膜.首先把聚乙烯醇(PVA)和氧化石墨烯(GO)分散于二甲基亚砜(DMSO)中,得到PVA非共价键修饰的GO,再将PVDF溶于该混合液体中,通过溶液浇注以及低温加热过程得到三相纳米复合薄膜.实验结果表明,在120?C下,GO可以被热还原成还原氧化石墨烯(RGO),且可以促进PVDF的α相向β相转变.PVA修饰RGO比单纯RGO在PVDF基体中分散性要好,且使PVDF的球晶尺寸大大降低,复合薄膜的介电性能大幅提高.RGO/PVA/PVDF复合膜的渗流阈值f*_(vol)约为8.45 vol.%,在10~2Hz时RGO/PVA/PVDF复合膜的介电常数大约是纯PVDF的238倍.本工作为制备介电性能高、生产成本低、操作简单的聚合物纳米复合材料提供了一种好的方法.     

水滑石对农膜性能影响的红外光谱研究

使用红外光谱仪分别研究了进口水滑石、国产水滑石以及滑石粉对农膜光学性能、透光率、红外阻透率和保温性能的影响。结果表明国产水滑石粒径大于进口水滑石,制品雾度值上升1.5%左右。与常用的滑石粉相比,水滑石所制农膜的红外阻隔效果更好。从红外光谱图看出,国产或进口水滑石在1 100～1 200 cm-1波数范围内没有红外吸收, 吸收峰值在1 360 cm-1波数处, 与吸收能量最强的9～11 μm波长处有一定偏移,因此添加到农膜中作保温剂还有待于进一步研究。     

旋涂法制备WO3薄膜电致变色性能

"智能窗"大规模推广顺应可持续发展潮流,三氧化钨(WO_3)是生产"智能窗"的一种重要电致变色材料,但调控WO_3薄膜电致变色性能机制仍待进一步研究。采用旋涂法制备WO_3薄膜,重点研究了溶液浓度和旋涂次数对调控WO_3薄膜电致变色性能的影响。通过表面轮廓仪测量薄膜厚度,X射线衍射(XRD)测量薄膜结晶情况,原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)分析薄膜表面形貌,光谱仪测量薄膜初始态、着色态和褪色态的透射率。实验结果表明,随着溶液浓度增加(0. 2～1. 0 mol/L),薄膜厚度从9. 7 nm增加到33. 3 nm,透射率调制能力从0%提升到37. 0%;多次旋涂薄膜厚度线性增长,线性拟合优度(R~2)达0. 98,5次旋涂后透射率调制能力达51. 3%。改变溶液浓度和旋涂次数都是调控薄膜透射率调制能力的有效手段,精准调控薄膜透射率调制能力对设计不同应用场景的电致变色器件具有重大意义。     

Characteristic difference between ITO/ZrCu and ITO/Ag bi-layer films as transparent electrodes deposited on PET substrate

The metallic-glass film of ZrCu layer deposited by co-sputtering was utilized as the metallic layer in the bi-layer structure transparent conductive electrode of ITO/ZrCu (IZC) deposited on the PET substrate using magnetron sputtering at room temperature. In addition, the pure Ag metal layer was applied in the same structure of transparent conductive film, ITO/Ag, in comparison with the IZC film. The ZrCu layer could form a continuous and smooth film in thickness lower than 6 nm, compared with the island structure of pure Ag layer of the same thickness. The 30 nm ITO/3 nm ZrCu films could show the optical transmittance of 73% at 550 nm wavelength. The 30 nm ITO/12 nm ZrCu films could show the better sheet resistance of 20 Ω/sq, but it was still worse than that of the ITO/Ag films. It was suggested that an alloy system with lower resistivity and negative mixing heat between atoms might be another way to form a continuous layer in thickness lower than 6 nm for metal film.     

ZnO/Ag/ZnO multilayer films for the application of a very low resistance transparent electrode

Transparent conductive ZnO/Ag/ZnO multilayer electrodes having much lower electrical resistance than the widely used transparent electrodes were prepared by simultaneous RF magnetron sputtering of ZnO and DC magnetron sputtering of Ag. An Ag film with different thickness was used as intermediate metallic layers. The optimum thickness of Ag thin films was determined to be 6 nm for high optical transmittance and good electrical conductivity. With about 20-25 nm thick ZnO films, the multilayer showed high optical transmittance in the visible range of the spectrum and had color neutrality. The electrical and optical properties of the multilayers were changed mainly by Ag film properties. A high quality transparent electrode, having sheet resistance as low as 3 ohm/sq and high transmittance of 90% at 580 nm, was obtained and could be reproduced by controlling the preparation parameter properly. The above property is suitable as transparent electrode for dye sensitized solar cells (DSSC).     

短脉冲激光打靶用溅射防护薄膜的光学性质

针对短脉冲激光打靶用溅射防护聚合物薄膜做了初步研究。研究了氟化乙丙共聚物(FEP)、全氟烷氧基共聚物和乙烯-四氟乙烯共聚物三种厚度均为25μm的聚合物薄膜的透过率,结果表明FEP薄膜在355nm处光透过率达93%,有望用于激光打靶的溅射防护。进一步对FEP聚合物薄膜的波前畸变、激光损伤阈值进行了研究,结果表明φ80mm的聚合物薄膜在632.8nm处的透射波前畸变的峰谷值(PV值)为波长的1.006倍;在采用输出波长355nm,脉冲宽度9.3ns的Nd:YAG激光为照射光源波长处,薄膜零损伤概率时的最高激光能量密度为10.35J/cm2,100%损伤概率时的最低激光能量密度为11.48J/cm2。     

射频溅射功率对AZO薄膜结构及光电特性和热稳定性的影响

采用射频磁控溅射法,在玻璃基片上制备了ZnO:Al(AZO)透明导电薄膜。用X射线衍射(XRD)仪、紫外-可见分光光度计、方块电阻测试仪和台阶仪对不同溅射功率下Al掺杂ZnO薄膜的结晶、光学、电学性能、沉积速率以及热稳定性进行了研究。研究结果表明:不同溅射功率下沉积的AZO薄膜具有六角纤锌矿结构,均呈c轴择优取向;(002)衍射峰强和薄膜的结晶度随溅射功率的提高逐渐增强;随溅射功率的提高,AZO薄膜的透射率有所下降,但在可见光(380～780nm)范围内平均透射率仍80%;薄膜的方块电阻随溅射功率的增加逐渐减小;功率为160～200W时,薄膜的热稳定性最好,升温前后方块电阻变化率为13%。     

退火温度对新型有源层WZTO薄膜晶体管性能的影响

通过溶液法制备了新型有源层钨锌锡氧化物(WZTO)薄膜晶体管(TFT),研究了不同退火温度对WZTO薄膜和TFT器件性能的影响。XRD结果表明即使退火温度达到500℃,WZTO薄膜仍为非晶态结构。W掺杂显著降低了薄膜表面粗糙度,其粗糙度均从0. 9 nm降低到0. 5 nm以下;但不影响薄膜可见光透过率,其透过率均大于85%。同时XPS分析证实随退火温度升高,WZTO薄膜中对应氧空位的峰增加。制备的WZTO器件阈值电压由8. 04 V降至3. 48 V,载流子迁移率随着退火温度的升高而增大,开关电流比达到107。     

MBE法制备VO2薄膜及其中红外调制深度测量

为了给VO₂薄膜在定向红外对抗系统防护方面的应用提供理论依据,我们用透过率调制深度表征VO₂薄膜在中红外波段的相变特性。本实验利用分子束外延法（MBE）制备VO₂外延单晶薄膜,经XRD、AFM表征,发现其具有（020）择优取向、纯度较高,薄膜表面平整、均匀且致密。经VU-Vis-IR测量发现其近红外透过率相变特性显著,但在紫外和可见光范围内透过率相变特性较不明显。然后我们对制备时间为30 min、40 min的两组薄膜分别进行25~70℃的升温和降温实验,观察其对波长为3 459 nm、脉宽50 ns、重频50 kHz、功率密度0.14 W/cm²的中红外激光的透过率变化,并比较两组薄膜的温滞曲线特性。实验发现它们对中红外透过率的调制深度均可达60%以上,前者比后者对中红外的调制深度高出约4%。这说明利用分子束外延法制备的VO₂单晶薄膜具有良好的中红外调制特性,且调制深度和膜厚有关。进一步表明了利用VO₂薄膜实现中红外激光防护具有一定的可行性。     

Synthesis of PS colloidal crystal templates and ordered ZnO porous thin films by dip-drawing method

Polystyrene spheres (PS) were synthesized by an emulsifier-free emulsion polymerization technique and the PS colloidal crystal templates were assembled orderly on clean glass substrates by dip-drawing method from emulsion of PS. Porous ZnO thin films were prepared by filling the ZnO sol into the spaces among the close-packed PS templates and then annealing to remove the PS templates. The effects of ZnO precursor sol concentration and dipping time in sol on the porous structure of the thin films were studied. The results showed an ordered ZnO porous thin film with designed pore size that depended on the sol concentration and PS size could be obtained. And the shrinkage of pore diameter was about 30-43%. X-ray diffraction (XRD) spectra indicated the thin film was wurtzite structure. The transmittance spectrum showed that optical transmittance decreased with the decrease of wavelength, but kept above 80% optical transmittances beyond the wavelength of 550 nm. Optical band gap of the porous ZnO thin film (fired at 500 °C) was 3.22 eV.