超声水解法制备单分散二氧化硅微球

在10℃下以5 g/min的加料速度,通过超声水解法,以氨催化水解醇介质中的正硅酸乙酯(TEOS)制备得到了300 nm的单分散二氧化硅光滑圆球。通过红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)分别对样品的结构及形貌尺寸进行了表征和分析。结果表明:不同的超声水解时间得到不同粒径、不同粒度分布、不同分散程度和不同水解程度的无定形二氧化硅微球;随着时间的增加,二氧化硅微球的粒径先减小后增大,分散情况逐渐改善,形貌呈球形—非球形—球形变化;超声水解4 h制备的单分散微球质量最好。

紫外光诱导甲基丙烯酸甲酯/二氧化硅复合微粒的制备研究

紫外光诱导二氧化硅(SiO2)表面接枝聚合甲基丙烯酸甲酯(MMA),制备MMA/SiO2复合微粒。分析了紫外光、紫外光诱导时间、光引发剂二苯甲酮(BP)、除氧剂高碘酸钠、丙烯酰胺(AAM)对紫外光诱导化学接枝的影响。在MMA/SiO2溶胶体系,紫外光诱导60 min,BP与SiO2质量比约3%,高碘酸钠的乙醇溶液质量浓度为0.3 g/L的工艺条件可有效进行化学接枝反应,单体和SiO2之间形成了共价键,成功化学接枝到SiO2表面。诱导时间影响化学接枝,加入AAM单体后缩短诱导时间,AAM参与反应。XRD分析显示,高碘酸钠在紫外光诱导下与氧作用,生成碘酸钠和自由基,既起到了除氧的作用,又引发光化学接枝反应。

PMMA/SiO_2复合颗粒制备与表征

乳液聚合是对纳米颗粒改性的常用方法,但聚合效果不好且对改善纳米颗粒的分散作用不大。本实验引入硅烷自组装单分子层,采用无皂微乳液聚合法制备PMMA/SiO2复合颗粒。EDS、FTIR、TEM、LSS分析表明,纳米SiO2通过硅烷功能化,可以更有效地与MMA发生化学键合。复合颗粒在水中分散效果明显改善,不规则形状纳米SiO2通过组装而接近球形结构。复合颗粒具有很好的有机相容性和分散稳定性。

粉煤灰地质聚合物的研制

地质聚合物是在较低温度下形成的一种具有早强较高的无机聚合物。属于碱激发胶凝材料。本实验采用高岭土矿物原料经过500-900℃煅烧,在一定细度下,参入适量粉煤灰,加入碱性激发剂,制备成粉煤灰地质聚合物试样,并对试样进行了力学性能的测试。

微机械陀螺DRIE刻蚀过程中的局域掩膜效应

在微机电系统(MEMS)制造中,深反应离子刻蚀(DRIE)过程的精度是影响器件特性的重要因素之一。本文设计了一种完全对称弹性梁结构的模态匹配式陀螺的原型器件,以此为对象研究了局域掩膜图形对于DRIE刻蚀过程的影响。器件的测试结果表明驱动和检测模态有明显的失配,该失配的发生原因除了气体阻尼,更主要来源于驱动和检测结构弹性梁尺寸的工艺偏差。在分析了实验过程及结果的基础上可以认为,除了典型的DRIE滞后效应等因素外,器件结构的局域掩膜效应加剧了工艺偏差:对称弹性梁结构周边的非对称掩膜图形导致了刻蚀气体分布的局部不均匀,增加了DRIE刻蚀的侧蚀偏差。

反向原子转移自由基法制备SiO2／PMMA复合粒子

采用反向原子转移自由基法,制备了SiO2/PMMA复合粒子。用硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷对纳米SiO2进行表面改性,通过亲水亲油性实验,确定了硅烷偶联剂的最佳用量(质量分数为10%)。通过红外光谱和热重分析,证明聚甲基丙烯酸甲酯是通过化学键合接枝到纳米SiO2粒子表面。用透射电镜观察了纳米SiO2和复合粒子在乙醇中的分散情况,表明复合粒子的分散效果更好。

硅基电磁式MEMS微扬声器结构设计和制作

设计制作了一种高音质电磁微机电系统(MEMS)扬声器,该结构由悬臂梁支撑的硅基薄膜、固定在硅基薄膜上的钐钴磁体以及制作在PCB板上的铜线圈组成。扬声器微结构利用体微加工工艺制作,微梁支撑的硅基薄膜刚度较大,在音频范围内只有三个振动模态,远少于传统电磁式微扬声器使用的聚合物薄膜振动模态数,减少了尖声信号出现,提高了声音的质量。悬臂梁结构可以提供较大的振动幅度以及很好的振动线性度,从而获得更高的声压。扬声器结构硅基薄膜直径1mm,厚度25μm,悬臂梁宽度20μm,厚度25μm,具有音质好、声压大的特点。