Si3N4工程陶瓷基底金刚石涂层生长规律及性能

为了避免氮化硅材料因产生裂纹或延伸破裂等造成的失效,利用热丝化学气相沉积法(Hot filament chemical vapor deposition,HFCVD)在氮化硅基底上沉积具有高硬度的金刚石涂层,采用单因素影响试验,分别探究碳源浓度、腔室压力、基底温度对金刚石成膜过程的影响机制,探究微米和纳米金刚石涂层的最优生长工艺参数。利用拉曼光谱仪(Raman)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对不同参数制备出的金刚石的形核、表面形貌、薄膜质量、表面粗糙度等进行表征,利用洛氏硬度计分析膜基结合力。结果表明,腔室压力越大,活性物质到达基底的动能越小,不利于金刚石的成核和生长。生长速率和表面粗糙度主要受甲烷浓度的影响:甲烷浓度从1%到7%,生长速率从0.84μm/h上升到1.32μm/h;表面粗糙度Ra从53.4 nm降低到23.5 nm;甲烷浓度过高导致涂层脱落严重,膜基结合力变差;晶面形貌和金刚石含量受到基底温度的影响较为明显,随着温度升高,金刚石质量提高。综合基底温度、腔室压力对金刚石涂层的影响,确定最佳生长温度为900℃,气压为1 kPa。调节甲烷浓度1%为微米金刚石;甲烷浓度5%为纳米金刚石。研究方法可以优化在陶瓷基底上制备具有优异性能的金刚石薄膜的制备参数。

均匀试验法优化褐藻胶-乳清分离蛋白可食性膜的工艺

目的制备褐藻胶-乳清分离蛋白可食性膜幵对其工艺条件迚行优化。方法以褐藻胶(sodium alginate,SA)和乳清分离蛋白(whey protein isolate,WPI)为主要原料,甘油为增塑剂制得可食性膜。以溶胶温度、溶胶时间、SA和WPI浓度、钙化时间、钙离子浓度、甘油浓度、超声时间为因素迚行均匀试验,考察指标为溶胶黏度、膜的厚度、透光率、拉伸强度。结果可食性膜性能受WPI浓度、溶胶温度、溶胶时间、钙化时间、超声时间的影响较大,基本不受SA浓度、钙离子浓度和甘油浓度影响,所确定的最佳配比及工艺条件为:SA浓度1.1%、WPI浓度5.5%、溶胶温度65℃、溶胶时间105 min、钙化时间12 min,钙离子浓度1.1%、甘油浓度3.4%和超声时间30min。结论该工艺条件下制备的褐藻胶-乳清分离蛋白可食性膜性能较好,需迚一步验证SA浓度、钙离子浓度和甘油浓度的影响。