常压等离子体增强化学气相沉积法表面功能化聚酯织物

对于纺织材料的表面改性来说,等离子体技术正成为一种新兴且环境友好的技术。等离子体技术在纺织品表面可沉积具有特殊功能的薄膜。阐述了一种常压等离子体增强化学气相沉积法表面改性100%聚酯织物的新型方法。通过傅里叶变换红外光谱研究了沉积于样品表面上相对于放电功率的等离子体聚合物化学和结构性质。采用雾化试验和接触角测量赋予织物诸如疏水等的功能特性。

纳米多孔硅基薄膜的常压等离子体化学气相沉积过程研究

采用常压等离子体化学气相沉积(APECVD)的方法制备了带有新颖结构和特殊蓝紫光(400nm左右)发光特性的硅基薄膜.通过在自行研制的等离子体反应装置中通入按100∶1∶1的体积比进行配比的SiH4∶H2∶Ar混合气体进行APECVD,在加负偏压条件下获得了由Si基组成的絮状多孔纳米结构薄膜.通过等离子体发射光谱测定了沉积过程中的电子温度在2.2eV左右,扫描电子显微镜(SEM)观测薄膜表面形貌后肯定了偏压对薄膜纳米结构的形成起着重要的作用.

常压等离子体化学气相沉积制备UHMWPE/SiO_xC_yH_z锂离子杂化隔膜

采用常压等离子体化学气相沉积(APECVD)方法裂解六甲基二硅氧烷(HMDSO),在高强高模聚乙烯(UHMWPE)隔膜表面进行沉积,形成双面微纳米颗粒膜涂覆的UHMWPE/SiO_xC_yH_z杂化隔膜,并分别通过扫描电子显微镜(SEM)、衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、热性能测试方法等,研究了不同O2/HMDSO流量比对杂化隔膜结构与热性能的影响.研究结果表明,沉积薄膜为具有一定结晶特性的SiO_xC_yH_z微纳米颗粒薄膜,具有较好的多孔特性及与UHMWPE隔膜纤维的黏结.随着O2/HMDSO流量比的增加,在颗粒薄膜的亲水性、透气率及对隔膜的覆盖率提高的同时,明显地改善了杂化隔膜的耐热收缩性能,120℃下热处理30 min,热收缩率仅为2%左右,在具有较高耐热性要求的锂离子动力电池隔膜方面具有很好的应用前景.

基于常压等离子体引发化学气相沉积法锡/碳/TiO_(2)纳米纤维的制备及其沉积参数探究

为研究等离子体引发化学气相沉积(PECVD)实验中距离和功率对基底材料以及生成的二氧化钛(TiO_(2))纳米颗粒形貌结构的影响,通过自主研发的常压PECVD(AP-PECVD)设备,以钛酸丁酯为钛源,在锡/碳(Sn/C)纳米纤维表面沉积大量的TiO_(2)纳米颗粒。通过扫描电镜和透射电镜观察了Sn/C/TiO_(2)纳米纤维的形貌结构,采用X射线衍射仪研究了Sn/C/TiO_(2)纳米纤维的晶形结构。结果表明:自主研发的设备沉积了大量的纳米颗粒;通过对功率和距离参数变化后沉积的Sn/C/TiO_(2)纳米纤维测试发现,当功率为100W、距离为7mm时,沉积上的纳米颗粒直径在10~30nm之间,纳米纤维形貌保持良好,纤维内部结构基本没有被破坏;沉积上的TiO_(2)纳米颗粒为非晶结构。

常压化学气相沉积法制备氮化钛薄膜结构和节能性能研究

在普通玻璃基板上利用常压化学气相沉积法在580℃条件下制备得到了氮化钛薄膜。对薄膜的结晶性能、断面形貌、方块电阻以及光学透过率和反射率进行了研究。随着沉积时间的增长,薄膜由单层结构变为一种特殊的双层结构,这种双层结构的形成是沉积过程中气相成核机制引起的。光谱结果显示制备得到的薄膜具备一定的阳光控制性能。然而,双层薄膜的红外反射率随沉积时间的增长迅速降低,影响了其阳光控制性能。

常压等离子体表面功能性涂层

虽然固体表面总量很小,但却几乎影响整个固体100%的特性。以碳氮化钛涂层钻头为例,若无表面处理,则将无法实现现有的使用寿命。在改性玻璃板作用下,通过入射光的反射或透射可显著影响室内气候。随着对表面改性认知的稳定增长,其在价值创造链中占据了关键的战略地位。介绍了通过常压等离子体涂层进行表面处理的APCVD和CCVD方法。通过此法,有望进一步创造新型纳米尺度的复合涂层体系,扩大可处理纺织品的种类,开发可利用的全新领域,同时也呈现了新领域部署而产生的挑战性。

常压内联等离子体涂层特制表面

介绍了常压下用等离子体以APCVD和CCVD法进行的表面涂层处理。鉴于此,可能将在纳米范围内创建新的复合涂层系统。扩大织物可处理基材的范围,不仅开拓了全新的应用领域,也呈现了开发这些技术用于创立新领域的挑战。

等离子体增强化学气相沉积法实现硅纳米线掺硼

用等离子体增强化学气相沉积 (PECVD)方法成功实现硅纳米线的掺B .选用Si片作衬底 ,硅烷 (SiH4 )作硅源 ,硼烷 (B2 H6 )作掺杂气体 ,Au作催化剂 ,生长温度 4 4 0℃ .基于气 液 固 (VLS)机制 ,探讨了掺B硅纳米线可能的生长机制 .PECVD法化学成分配比更灵活 ,更容易实现纳米线掺杂 ,进一步有望生长硅纳米线pn结 。

直管式反应室感应耦合等离子体技术制备氮化硅薄膜研究

采用直管式反应感应耦合等离子体增强化学气相沉积法(ICPECVD)制备氮化硅薄膜,并用傅立叶变换红外光谱仪测试了氮化硅薄膜的红外光谱,结果表明氮化硅薄膜中不仅存在Si-N键,而且由于杂质氢的存在而含有Si-H键和N-H键.用朗缪尔单探针测试了直管式反应室中的等离子体参数,得到离子密度Ni在反应室内轴向以及径向位置的变化规律,弄清了离子密度Ni分布比较均匀的区域,分析了离子密度Ni分布的均匀性对等离子体干法刻蚀和薄膜制备的影响和意义.

微波ECR等离子体特性及其对DLC膜性能的影响

为了解并优化在微波ECR等离子体增强化学气相沉积制备类金刚石膜工艺研究中的等离子体特性,利用朗缪尔探针法系统地测量了等离子体密度(Ne)、电子温度(Te)随工作气压(p)变化的关系。DLC膜的结构和性能依赖于沉积条件,提高等离子体密度有利于DLC膜的生长。本文示出了不同的CH4流量时,DLC膜的拉曼光谱和表面均方根粗糙度Rrms变化曲线,阐述了等离子体密度Ne、电子温度Te对DLC膜结构和性能的影响。

利用微波等离子体增强化学气相沉积法定向生长纳米碳管的研究

利用微波等离子体增强化学气相沉积法在氢气和甲烷的混合气体中定向生长纳米碳管 .经扫描电子显微镜观察与分析 ,发现纳米碳管在与基板垂直的方向上整齐排列 。

介电衬底上利用常压CVD直接生长石墨烯复合纳米银表面增强拉曼研究

目的为了进一步完善Ag基表面增强拉曼(SERS)基底,提升其性能,设计了制备SERS基底的新型方法,采用2种方法制备分别得到转移石墨烯纳米银复合SERS基底(Transfer-G/Ag/SiO_(2)基底)和纳米银石墨烯复合基底(Ag/G/SiO_(2)基底),并对2种基底的增强效果从增强因子、热稳定性、重复性的角度进行比较。方法使用常压化学气相沉积(APCVD)在二氧化硅和铜表面同时生长石墨烯,使用多元醇水热法制备纳米银,前者与纳米银复合得到Ag/G/SiO_(2)基底,后者将生长出的石墨烯转移后与纳米银制备得到Transfer-G(Cu)/Ag/SiO_(2)基底,以传统方法制备的Transfer-G/Ag/SiO_(2)基底为对照,评价制备的Ag/G/SiO_(2)基底的增强性能。结果使用拉曼测试平台选用低功率532 nm激光测量10^(-6)mol/L罗丹明6G(R6G)探针分子的SERS拉曼光谱,比较2种基底的性能。计算得到2种基底基于10^(-6)mol/L R6G的增强因子,Transfer-G/Ag/SiO_(2)基底的增强因子为9.93×10^(5),Ag/G/SiO_(2)基底的增强因子为9.23×10^(5)。测试Ag/G/SiO_(2)的稳定性得到,在611、1362、1648 cm^(-1)处特征峰的RSD值分别为9.80%、14.08%、18.18%,数值均低于20%,甚至在611 cm^(-1)和1362 cm^(-1)处的RSD值分别低于10%和15%。结论Ag/G/SiO_(2)基底的SERS效果与传统方法制备的Transfer-G(Cu)/Ag/SiO_(2)基底相比增强效果同样显著,表现在:两者增强因子基本相同,且都具有很好的热稳定性、均匀性和高度重复性。由于使用水热法提高了纳米银的制备效率,并且石墨烯生长避免转移过程,减少对石墨烯的物理损伤和化学药品的化学损伤,确保原位生长石墨烯的质量,进而提高Ag/G/SiO_(2)基底的性能,为快速制备高性能SERS基底提供可行方法。

甚高频等离子体增强化学气相沉积法沉积μc-Si∶H薄膜中氧污染的初步研究

对不同的本底真空条件下 ,采用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术沉积的氢化微晶硅 (μc_Si∶H)薄膜中的氧污染问题进行了比较研究 .对不同氧污染条件下制备的薄膜样品的x射线光电子能谱与傅里叶变换红外吸收光谱测量结果表明 :μc_Si∶H薄膜中 ,氧以Si—O ,O—O和O—H三种不同的键合模式存在 ,不同的键合模式源自不同的物理机理 .μc_Si∶H薄膜的Raman光谱、电导率与激活能的测量结果进一步显示 :沉积过程中氧污染程度的不同 ,对 μc_Si∶H薄膜的结构特性与电学特性产生显著影响 ;而不同氧污染对 μc_Si∶H薄膜电学特性的影响不同于氢化非晶硅 (a_Si:H)薄膜 .

重掺硅片表面APCVD法生长SiO_(2)薄膜的致密性

在硅片加工过程中,金属杂质的存在会增大pn结器件的漏电流,甚至直接导致pn结禁带宽度变窄,为防止出现硅外延过程中造成的自掺杂现象,通常在硅片表面生长一层高致密性的SiO_(2)薄膜。基于常压化学气相沉积(APCVD)法在6英寸(1英寸≈2.54 cm)n型硅片表面生长SiO_(2)薄膜,首先研究不同沉积温度、SiH_(4)和O_(2)的体积流量比对沉积速率和SiO_(2)薄膜致密性的影响,进一步探究了不同退火温度对SiO_(2)薄膜致密性的影响,以期获得致密性较高的SiO_(2)薄膜。采用HF腐蚀速率法表征其致密性,采用扫描电子显微镜(SEM)观察SiO_(2)薄膜的表面形貌,采用F50膜厚测试仪测试SiO_(2)薄膜的厚度。结果表明,沉积温度为400℃,SiH_(4)和O_(2)的体积流量比为1∶10,退火温度为1100℃时,制备的SiO_(2)薄膜的致密性为0.096 nm/s(采用体积分数为1%的HF腐蚀)。

常压化学气相沉积法制备Ti_5Si_3薄膜及其镀膜玻璃

以制备兼具阳光控制和低辐射功能的镀膜玻璃为目的,以硅烷与四氯化钛为反应前驱体,氮气为保护气体和稀释气体,通过常压化学气相沉积法模拟玻璃浮法在线镀膜工艺,在玻璃基板上成功制备了Ti5Si3薄膜,用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、四探针测阻仪和分光光度计对薄膜的相结构、形貌、电学、光学性能进行了表征。结果表明:薄膜为六方结构的Ti5Si3晶相,晶相含量较高,晶粒尺寸为23nm,薄膜中的晶粒以200nm左右的多晶颗粒团聚体形式存在。薄膜电阻率为122μΩ·cm,与Ti5Si3晶体的本征电阻率相当。这种单层镀膜玻璃的红外反射率可高达92.1%,可见光区的透过率为25%,兼具阳光控制和低辐射功能。

基于RFPECVD方法不锈钢上沉积类金刚石薄膜的机械与摩擦特性

讨论用射频等离子体增强化学气相沉积 (RFPECVD)工艺 ,在室温下实现在 1Cr18Ni9Ti不锈钢基底上镀类金刚石(DLC)膜。为提高DLC膜的结合力 ,首先在不锈钢基底上沉积Ti/TiN/TiC功能梯度膜。借助所设计的界面过渡层 ,成功地在不锈钢基底上沉积了一定厚度的DLC膜。通过优化沉积参数 ,所沉积的DLC膜在与 10 0Cr6钢球对磨时摩擦系数低于 0 0 2 0。在摩擦过程中DLC膜的磨损机制借助SEM、Raman分析进行了研究。

PECVD法低温沉积多晶硅薄膜的研究

在玻璃衬底上采用常规的PECVD法在低温(≤400℃)条件下制得大颗粒(直径>100nm)、择优取向(220)明显的多晶硅薄膜。选用的反应气体为SiF4和H2混合气体。加入少量的SiH4后,沉积速率提高了近10倍。分析认为,在低温时促使多晶硅结构形成的反应基元应是SiFmHn(m+n≤3),而不可能是SiHn(n≤3)基团。

常压化学气相沉积SiO_2涂层的制备及其性能研究

以正硅酸乙酯(TEOS)为源物质,空气为载气和稀释气,采用常压化学气相沉积法(APCVD)在HP40钢表面制备了SiO2涂层.采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能量色散能谱仪、D\MAX-C型X射线衍射仪、显微硬度仪等,研究了SiO2涂层的组织结构、表面形貌、物相组成和显微硬度;并用热震实验法和剥离实验法研究了涂层与HP40基体的结合强度.结果表明,所制备的SiO2涂层厚度约为1μm,由细小颗粒组成,颗粒比较均匀、大部分颗粒的粒径均在1μm以下;涂层无明显孔隙,与基体的结合强度较高;其显微硬度明显高于HP40基体.

常压化学气相沉积法在软化铜箔上生长高质量双层石墨烯

双层石墨烯因其独特的物理性质在新型电子器件等领域具有广阔的应用前景.大面积高质量双层石墨烯的批量化制备是实现其后续应用的关键.目前,基于铜表面自限制催化的化学气相沉积法可有效实现单层石墨烯的生长,但由于第二层石墨烯结构导致更复杂的生长过程,双层石墨烯的可控制备极具挑战性.本文系统研究了石墨烯的常压化学气相沉积制备过程,提出了一种在软化铜箔基底上生长高质量双层石墨烯的方法.铜箔在随炉升温过程中软化并贴合至背面的石英舟/管表面,形成具有差异反应条件的铜箔双面,从而促使双层石墨烯在其正面生长.反应系统中的残余氧气有效加快了双层石墨烯的生长.同时,适量的残余氧气可抑制三层及少数层石墨烯的形成,提高双层石墨烯产物的均匀性.基于优化的生长条件,在4×4 cm^2铜箔上实现了双层覆盖率达76%的高质量石墨烯薄膜的生长.基于AB堆垛双层石墨烯的双栅场效应晶体管,室温载流子迁移率达6790 cm2 V^−1 s^−1.本研究有助于推动石墨烯等二维材料的层数可控合成技术的发展.

基于单一气源的PECVD方法制备SiC薄膜及其微观结构研究

为制备出满足惯性约束聚变(ICF)实验要求的SiC薄膜,本文采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法,以四甲基硅(TMS)作为唯一反应气源,在不同工作压强下制备SiC薄膜。利用扫描电子显微镜、表面轮廓仪、原子力显微镜、精密电子天平、X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱对薄膜进行表征与分析。结果表明:SiC薄膜的成分与工作压强密切相关,随着工作压强的增加,薄膜中Si含量整体呈下降趋势;随着工作压强的增加,薄膜沉积速率先增大后减少,密度先减小后增大;与其他制备工艺相比,采用单一气源制备SiC薄膜,其表面粗糙度极低(1.25~1.85 nm),薄膜粗糙度随工作压强的增加呈先增大后减小的趋势。