红外罩失效及修复研究进展

红外罩在航空航天和国防等领域广泛应用,其在极端环境下的薄膜失效是影响装备性能的关键问题。本文综述了红外罩薄膜的主要失效形式,包括高温导致的气动热效应、冲击损伤和表面污染等。分析了当前常用的红外罩材料如蓝宝石(Al_(2)O_(3))、锗(Ge)、硫化锌(ZnS)等的性能及其局限性,并探讨了常见修复技术,如表面清洁、抛光处理和涂层再制备。结果表明,尽管现有修复技术可以在一定程度上恢复红外罩功能,但其耐久性和修复精度仍然面临挑战。未来发展方向包括智能材料的引入,多层复合涂层技术及自适应修复技术的应用。

原子层沉积及其在透明导电薄膜领域的研究与应用

集成电路行业器件尺寸不断缩小,表面更复杂,对镀膜提出了更高的要求,而原子层沉积因其保形性和自限制生长的优势而获得了广泛的关注和研究。本文在简要介绍一些常用的镀膜方式基础上,对原子层沉积原理及自限制生长进行了重点介绍。以氧化铟为代表,通过对比分析说明原子层沉积制备薄膜在形貌、成分等方面的优越性,对不同方式制备的常见透明导电薄膜的光电性能进行了总结。详细讨论了原子层沉积的应用范围,包括在大尺寸基底,如大平面和大曲率基底上可以制备高质量薄膜,在小尺寸基底,如粉体、沟槽、微纳结构上仍然有着超高的保形性。最后对原子层沉积制备薄膜的优势进行了总结,对其独特的发展潜力进行了展望。

钨钛合金/氧化铝基复相陶瓷/NaA分子筛复合电路基片的制备

为了弥补传统陶瓷电路基片在使用过程中的不足,研究通过在陶瓷表面涂覆钨钛合金及分子筛晶体,采用冷等静压成型、气氛保护无压烧结及旋涂-水热合成等技术制备了钨钛合金/氧化铝基复相陶瓷/NaA分子筛复合电路基片。利用SEM观察其显微组织形貌,EDS分析其元素组成,XRD分析其相结构。采用维氏硬度计等设备对陶瓷的相对密度、抗弯强度、硬度及断裂韧性进行测试,并利用水滴试验测试分子筛薄膜的亲水性。结果表明:钨钛合金层中W和Ti具有熔渗扩散现象,且W颗粒在熔渗反应过程中剩余,说明反应远未达到热力学平衡,这是由于W-Ti粉末与陶瓷生坯直接接触所致。氧化锆的掺入对氧化铝复相陶瓷基片具有强韧化作用。试样的相对密度、抗弯强度、硬度和断裂韧性最大均值分别为98.8%、455 MPa、17.7 GPa和5.8 MPa·m^(1/2)。旋涂-水热合成的NaA分子筛薄膜具有良好的连续性和亲水性,亲水角为8.5°,具有一定的防雾抗尘能力。

烧结工艺对电容式高温压力传感器用氧化铝陶瓷基片的影响

为了研究不同烧结工艺对电容式高温压力传感器用氧化铝陶瓷基片的影响,以纳米α-Al_2O_3为主要原料,加入ZrO_2、MgO和Y_2O_3等粉料作为烧结助剂,采用流延成型、等静压成型和气氛保护无压烧结技术制备了氧化铝陶瓷基片。分别对试样的相对密度、抗弯强度、硬度及断裂韧性进行测试,并利用扫描电镜(SEM)观察其显微组织形貌。结果表明:陶瓷基片的烧结不宜接触O_2,因此在烧结过程中应选用流动高纯N_2对其进行气氛保护。为防止试样烧结后变形翘曲,基片在装载时应适度施加压盖,提高平整度。此陶瓷基片的理想烧结温度约为1550℃,对应试样的相对密度、抗弯强度、硬度及断裂韧性数值分别达到了98.8%、766 MPa、17.2 GPa及4.2 MPa·m^(1/2)。1550℃烧结试样显微组织呈现韧窝状,该结构有助于提高陶瓷基体的致密度及强韧化程度。

共沉淀法制备YOF:Yb^(3+),Er^(3+)造影颗粒的发光性能及正交优化

为了优化YOF:Yb^(3+),Er^(3+)纳米颗粒的发光性能,并促进其荧光造影能力,以YOF为基质、Yb^(3+)和Er^(3+)为掺杂离子,采用共沉淀法合成了纳米晶。通过正交试验和色品分析,筛选适合纯色、高荧光发射强度的制备工艺。结果表明,YOF:Yb^(3+),Er^(3+)纳米颗粒的TEM显微形貌界于圆形与蜂窝型之间,其尺寸约为50 nm。在980 nm激光照射下,其荧光发射红绿比较高。利用正交试验和色品分析水浴温度、煅烧时间及KF添加量三因素,最终确定在85℃水浴、煅烧1 h和1 mol KF条件下制备的试样最符合红光造影剂的性能要求。

ZTA陶瓷基片表面ZSM-5分子筛薄膜的微波-水热合成

为了研究陶瓷基片表面ZSM-5分子筛薄膜的合成方法,并探究其理化及生物医学性能,以Silicalite-1为晶种,采用微波-水热两次生长法在ZTA纳米复相陶瓷基片表面合成了ZSM-5分子筛薄膜。结果表明:ZTA陶瓷基片表面合成了结晶度高、表面规整的ZSM-5分子筛薄膜;ZTA陶瓷基片/ZSM-5分子筛薄膜复合材料相对密度、抗弯强度、硬度和断裂韧性的最大均值分别达到了98.8%、455 MPa、17.7 GPa和5.8 MPa·m^(1/2);ZSM-5分子筛薄膜具有良好的亲水性、生物相容性和抑菌性。

双面异质处理氮化铝陶瓷电路基片的制备

为了扩展氮化铝陶瓷电路基片的应用范围,采用冷等静压成型、气氛保护无压烧结在陶瓷表面制备了钨钛合金层,并辅以旋涂-水热合成技术对陶瓷基片另一表面涂覆分子筛薄膜。分别利用SEM,EDS,XRD,维氏硬度计和亲水角摄影仪等设备对钨钛合金/氮化铝陶瓷/ZSM-5分子筛复合电路基片的显微结构、元素组成、相结构、力学性能及亲水性进行测试。结果表明：试样在1600℃的烧结效果最优,其相对密度、抗弯强度、硬度和断裂韧性均值分别为98.9%、766、30.3和4.2 MPa·m^（1/2）。钨钛合金层中W和Ti具有熔渗扩散现象,W-Ti粉末与陶瓷生坯在烧结过程中的直接接触,导致合金层烧结环境失稳,W颗粒在熔渗反应中略有剩余。相对于氮化铝陶瓷表面,旋涂-水热合成的ZSM-5分子筛薄膜具有良好的连续性和亲水性,亲水角为4.7°,具有良好的防雾抗尘能力。

双惰性层包覆YOF纳米颗粒的荧光性能与细胞吞噬

为提升稀土基氟氧化物的荧光发射能力及细胞吞噬效果,采用双惰性层包覆工艺,同时利用功能性亲水聚合物进行表面修饰,制备获得YOF:Yb^(3+),Tm^(3+)@YOF:Yb^(3+)@mSiO_(2)-Py-FITC-β-CD纳米颗粒。使用透射电镜(TEM,含能谱分析)、紫外(UV-Vis)及荧光(PL)分光光度计、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)及共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)分别对试样的成分、形貌、荧光及细胞吞噬能力等进行表征。结果表明:双惰性层包覆的纳米颗粒尺寸范围30~35 nm,且具有较强的上转换荧光锐峰发射,在475 nm处(蓝色)荧光寿命可达58.696μs。样品在浓度较低时(50μg/mL)易被RAW264.7细胞大量吞噬。

Yb/Er掺杂Y_(2)O_(3)纳米核壳颗粒的荧光性能及体内标定研究

为改善无机Y_(2)O_(3)上转换纳米粒子(UCNPs)的荧光性能,且同步实现其在生物体内的成像标定,通过共沉淀法及梯度合成工艺,制备出各组不同壳层厚度的Y_(2)O_(3):Yb^(3+),Er^(3+)@Y_(2)O_(3):Yb^(3+)UCNPs。利用透射电子显微镜(TEM)扫描、X射线衍射(XRD)、上转换荧光(UCL)光谱、UCL寿命等对样品的形貌、结构及荧光性能进行了表征。结果表明:利用共沉淀法制得小尺寸Y_(2)O_(3):Yb^(3+),Er^(3+)@Y_(2)O_(3):Yb^(3+)纳米核壳颗粒,平均粒径范围在25.57~26.24 nm。通过调整Yb^(3+)浓度和水浴时间优化合成工艺,获得高发射强度、长荧光寿命方案(80%Yb掺杂,8 h水浴)。高红绿比的荧光发射特征,决定其在小动物体内荧光标定检测时更宜采用红色信道。