等离子体增强化学气相沉积设备的技术要点及性能分析

等离子体增强化学气相沉积(PECVD)是一种重要的表面涂覆技术,可用于制备薄膜材料。对此,需要研究并分析等离子体增强化学气相沉积设备的技术要点和性能,介绍PECVD设备的基本构成和工作原理,研究PECVD设备的关键技术要点。其中,气体供给系统的精确控制是实现均匀沉积薄膜的关键。为了提高沉积速率和薄膜质量,需优化反应室的设计以确保等离子体的均匀分布和稳定性。此外,射频电源的功率和频率的选择也对薄膜质量有重要影响。实践证明,通过研究技术要点和性能分析,可进一步优化设备参数,提高薄膜质量和沉积效率,为相关领域研究提供有力支持。

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。

用于模具行业的等离子体辅助化学气相沉积薄膜强化技术与应用

探索将气相沉积氮化钛技术用于工模具和精密零部件的表面力化学强化和功能优化已有近30年的历史。2000年美国金 属学会将唯一一项工程材料成就奖授予Moen公司,以表彰其卓有成效地将氮化钛基镀膜技术应用于工业和民用领域。这一事实表明,气相沉积表面陶瓷化技术在当今科技界具有领先的技术优势,其在工业界所产生的经济效益和行业引领作用将成为其未来技术评估的重点。 目前氮化钛镀膜技术已在国际刀具领域形成工业化生产。基本公认的事实是,离子镀用于高速钢刀具效果最好。

等离子体气相凝聚技术制备铜纳米团簇薄膜的沉积速率研究

采用等离子体气相凝聚技术并结合差分抽气技术产生铜纳米团簇束流,然后在衬底上沉积铜纳米团簇薄膜,研究了溅射电流、氩气流量和结露区长度对其沉积速率的影响。利用X射线衍射仪和透射电子显微镜对薄膜微结构进行了表征。结果表明:保持其他参数不变的情况下,增加溅射电流和氩气流量,铜纳米团簇薄膜的沉积速率均呈现先增大后减小的趋势,而结露区长度对沉积速率的影响无明显规律,这主要归因于铜纳米团簇粒子的平均自由程变化。铜纳米团簇薄膜主要由粒径约为几纳米的团簇颗粒组成,其结晶程度较低。

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。

连续快速常压化学气相沉积法制备TiO_2自清洁镀膜玻璃

以四异丙醇钛(TTIP)为先驱体,采用常压化学气相沉积(APCVD)法模拟镀膜工艺过程,制备出了TiO2自清洁镀膜玻璃。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见透射光谱(UV-Vis)等手段对样品进行分析,并研究了基板温度和移动速率与薄膜性能之间的关系。结果表明,当基板温度升高至580℃时,能够形成平整致密的薄膜,薄膜的结晶度,光催化性能和亲水性能也达到最好;基板移动速度下降到1.5 m/min时,薄膜的结晶度,光催化性和亲水性也可得到改善。依据光催化性能和亲水性能测试,表明沉积TiO2薄膜的最佳条件为基板温度58O℃,基板速度1.5 m/min。

铜基底上双层至多层石墨烯常压化学气相沉积法制备与机理探讨

化学气相沉积是目前最重要的ー种制备高质量、大面积石墨烯的方法.而铜是化学气相沉积法制备石墨烯中最常用的生长基底.虽然有大量文章报道了关于石墨烯的生长条件及生长机理,但是作为最广泛采用的材料,铜基底上双层及多层石墨烯的生长机理仍然在探索中,本文采用常压化学气相沉积法,以乙醇为碳源在铜基底上生长石墨烯,并将其转移到SiO_2/Si基底上.用场发射扫描电镜、透射电镜、拉曼光谱、光学显微镜对所制备的石墨烯进行表征和层数分析,对转移到不同基底上的不同层数的石墨烯进行了透光性分析.结果表明,常压条件下铜箔表面能够生长出质量较高、连续性较好的双层至多层石墨烯.此外,我们还对铜基底上双层至多层石墨烯的生长机理进行了探讨.

TiN镀膜玻璃的常压化学气相沉积法制备及其光电性能研究

本研究以TiCl4和NH3为反应气体,N2为保护气氛,用常压化学气相沉积法(APCVD)在玻璃基板上沉积制备得到了一系列不同反应温度和原料浓度的TiN薄膜。利用X射线衍射(XRD)和方块电阻仪研究了反应温度和原料浓度对薄膜结晶性能和电性能的影响规律。研究结果表明随着基板温度升高、TiCl4浓度的增加,薄膜结晶性能提高,同时电阻率降低。在反应温度为600℃时得到了结晶性能较好的TiN薄膜,其方块电阻为186.7Ω,红外光反射率为0.2526。

用常压化学气相沉积法制备SiO_2/S复合涂层的研究

以二甲基二硫(DMDS)和正硅酸乙酯(TEOS)为反应物,采用常压化学气相沉积法在HP40合金基体上成功制备了SiO2/S复合涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)及其附带能谱仪(EDAX)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、Raman光谱等技术对涂层的形貌、元素成分、结构进行了表征,并对反应机理做了初步探讨。结果表明,SiO2/S复合涂层为无定形结构,主要由Si-O四面体的变形结构组成,S以S4及+4价状态与Si-O四面体的变形结构结合,涂层完整、致密。

氢气浓度对常压化学气相沉积ZrC涂层的影响

采用ZrCl4-CH4-H2-Ar体系在C/C材料基体上进行常压化学气相沉积(APCVD)制备碳化锆(ZrC)涂层。通过X射线衍射技术(XRD)和扫描电镜(SEM)对不同H2浓度下制备的ZrC涂层进行分析。对H2在沉积过程中的作用机制进行了讨论。结果表明:H2浓度对涂层的相组成、晶体的择优取向和结构形态有重要影响;无H2或H2浓度较低时,涂层含有大量的热解碳,由ZrC和碳两相组成,涂层呈多孔颗粒状;当H2浓度(体积分数)增加到30%以上时,涂层的相成分变为单一ZrC相;当H2的浓度增加到90%时,ZrC晶体取向由(111)、(200)转变为强烈的(220)择优取向,晶粒形貌变为纳米针状。

掺氮二氧化钛薄膜的常压化学气相沉积及其结构性能研究

用常压化学气相沉积(APCVD)法,以四氯化钛(TiCl4)、氧气(O2)和氨气(NH3)作为气相反应先驱体,成功制备了掺氮二氧化钛(TiO2)薄膜。XRD、XPS和UV-Vis透射光谱研究表明,氮掺杂在二氧化钛薄膜中引入Ti4O7相,抑制了锐钛矿相向金红石相的转变;氮掺杂促使光吸收限红移,提高了薄膜在可见光照射下的光催化效率,并改善了薄膜表面的亲水性能。该工艺成本低廉,成膜速度快(150 nm/min),适用于工业化浮法玻璃生产线,产业化前景广阔。

在线常压化学气相沉积方法制备TiO_2自洁薄膜玻璃(英文)

利用常压化学气相沉积技术,在浮法玻璃线上制备了TiO2自洁薄膜玻璃。研究了水和氧气对薄膜沉积速率的影响,结果表明水和氧气的加入增加了薄膜的沉积速率。分别用原子力显微镜和X-射线衍射分析仪研究了薄膜的表面形貌和晶型结构,薄膜表面的平均粗糙度为84 nm,其晶型由锐钛矿和金红石组成。同时还研究了自洁玻璃的光催化活性和亲水性,随着紫外光照时间的增加,薄膜的光催化活性增加且对水的接触角由光照前的54°降到光照后的6°。

常压化学气相沉积硅镀膜玻璃结构、表面形貌与光学性能比较研究

本文通过高分辨电镜(HREM)、原子力显微镜(AFM)分析,反射率、透射率测试以及薄膜厚度的测试,研究了常压化学气相沉积法硅镀膜玻璃硅薄膜的结构、表面形貌(颗粒数量、大小和分布)对镀膜玻璃反射率、透射率的影响.研究发现不同的制备工艺(沉积温度和基板走速)对薄膜的平均反射率和平均透过率有很大的影响,通过控制合适的工艺参数可以制得具有纳米颗粒镶嵌结构的复合薄膜.具有此种形貌结构的薄膜能在基本部增大透过率的情况下有效减少薄膜镜面反射,减少光污染.

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。

基板温度对常压化学气相沉积法制备TiO_2复合薄膜性能的影响

以Ti(OC_3H_7)_4为先驱体,SnO_2:F镀膜玻璃为基板,采用常压化学气相沉积法制备了TiO_2/SnO_2:F复合薄膜。用扫描电镜、X射线衍射、紫外-可见一近红外透射光谱等手段对样品的物相和性能进行了研究。结果表明:金红石相的SnO_2:F底膜促进了TiO_2金红石相的形成:当基板温度为480℃时。TiO_2/SnO_2:F复合薄膜出现针状结构。但随着基板温度继续升高,针状结构消失。样品的可见光透过率随基板温度而变化,其值为60%～90%,基本满足建筑物的采光要求。当基板温度为530℃时,TiO_2/SnO_2:F复合薄膜的光催化性能最好。

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。

低温等离子体改性技术制备功能材料的研究进展

低温等离子体改性技术是一种常用的材料改性手段,它是通过电离气体产生大量的带能粒子和各种形式的光辐射作用于材料表面,从而提高材料的疏水性、阻燃性和抗菌性等性能,达到制备具有一种或多种特定功能材料的目的。低温等离子体改性技术在材料改性中备受青睐得益于四大优势:(1)反应环境所需温度低;(2)处理效率高;(3)适用范围广;(4)不会破坏材料本身的性质。近年来,低温等离子体改性技术在生物质材料、高分子材料、金属材料等领域都有广泛的应用,其在生物质材料领域的研究尤为活跃,经低温等离子体表面处理制备的超疏水性、阻燃性等功能材料被大量报道。在高分子材料领域,低温等离子体改性法常被用于制备超疏水性塑料薄膜材料、医用抗菌性口罩、防污无纺布等。通过低温等离子体化学气相沉积法沉积后的金属具有耐腐蚀、耐磨的作用。此外,低温等离子体改性技术还在三废处理、半导体材料、电子产品、电子电路、超导材料等领域获得丰硕的研究成果。一直以来科学家对低温等离子体改性技术的应用研究远多于机理研究,这限制了其在材料改性中的发展,然而,研究低温等离子体对不同材料的作用机理对于制备所需功能材料具有指导性意义。实际上,等离子体在材料表面会发生解吸、掺杂、刻蚀、溅射和交联、表面接枝、界面聚合等一系列的物理化学反应,具体发生了何种反应与等离子体种类、材料类型、放电方式、工艺参数等密切相关。根据不同的作用机理对低温等离子体改性技术进行归类,有利于精准制备所需的功能材料。本文综述了三种不同的低温等离子体改性方法:(1)低温等离子体表面处理法;(2)低温等离子体化学气相沉积法;(3)低温等离子体接枝聚合法。结合不同材料的性质和不同的改性机理,概述了低温等离子体改性技术在超疏水性、阻燃性和抗菌性功能材料中的应用。在分析低温等离子体改性机理的基础上,总结了如何利用不同气体类型的低温等离子体制备所需的特定功能材料,并指出用低温等离子体改性技术对材料进行改性的不足之处和发展前景。