Ag-MgF_2复合纳米金属陶瓷薄膜的微粒尺寸效应

本文用Maxwell-Gamett有效介质理论计算了不同体积成分比的Ag-MgF2复合纳米金属陶瓷薄膜在2.50 nm-830 nm波段的光学常数,考虑了由于金属颗粒尺寸对其内部传导电子平均自由程的限制而产生的尺寸效应。同时讨论了Ag-MgF2复合薄膜中的Ag微粒表面等离子体共振吸收峰的峰强、峰位、半高宽以及由于金属微粒的尺寸效应而引起的峰位移动的情况,并将考虑尺寸效应后所得到光学常数的理论值和实验结果进行了比较。

Ag-MgF_2纳米金属陶瓷薄膜的光吸收特性

测量了真空热蒸发沉积法制备的Ag MgF2 纳米金属陶瓷薄膜在近紫外到可见光区的吸收光谱、光学常数和介电函数 ,观察到在 42 7nm处有明显的表面等离子激元共振吸收峰。消光系数与介电函数的虚部谱形类似。

Ag-MgF_2复合金属陶瓷薄膜的结构与光学特性研究

以真空烧结的Ag-MgF2粉体为蒸发材料,用真空蒸镀法制备了Ag-MgF2金属陶瓷薄膜,X射线衍射、红外以及紫外-可见光谱研究表明:薄膜为由纳米fcc-Ag晶粒镶嵌于主要为非晶态的MgF2基体中构成。在400～1600cm-1波数范围,Ag-MgF2金属陶瓷薄膜具有400～600cm-1的MgF2晶体特征吸收带和Ag-MgF2复合结构产生的730～1250cm-1的吸收谱带;在200～800nm波长范围,Ag-MgF2金属陶瓷薄膜对波长为220～800nm的光波均具有很低的反射率和很强的吸收,对波长为340～580nm的光波吸收率高达85%以上;而在紫外光区,Ag-MgF2薄膜则具有高反射率(>51%)

晶内/晶间复合型Al_2O_3/Ni纳米金属陶瓷显微结构和力学性能的研究

采用非均相沉淀法和热压工艺制备了Al2O3/Ni纳米金属陶瓷.在1450℃热压γ-Al2O3/Ni复合粉体得到相对密度>98％的金属陶瓷.结果表明,Ni颗粒均匀分布在基体中,其中<100nm的Ni颗粒位于Al2O3晶内,100-300nm的分布在晶界,形成了晶内/晶界复合型纳米金属陶瓷.同单相Al2O3相比,Al2O3/Ni金属陶瓷的三点抗弯强度和断裂韧性分别增加了26％和79％.分析了纳米金属陶瓷的增强增韧机制.

薄膜厚度对Ag-MgF_2金属陶瓷薄膜内应力的影响

用电子薄膜应力分布测试仪测量了薄膜厚度对 Ag- Mg F2 金属陶瓷薄膜内应力的影响 ,结果表明 :薄膜厚度在 130 nm、2 0 .4m m选区内的薄膜平均应力最小 ,应力分布比较均匀 ,应力为压应力。XRD分析表明 ,当薄膜厚度在 70～ 40 0 nm范围内 ,Ag- Mg F2 薄膜中的 Ag的晶格常数变化比较大 ,说明 Ag晶粒结构对薄膜结构的影响较大 。

有效介质理论在Ag-MgF_2复合纳米颗粒薄膜中的应用

将描述弥散体系行为的Maxwell Garnett理论与Bruggeman理论应用于Ag MgF2 复合纳米颗粒薄膜 ,分别计算出该复合体系在 2 5 0nm～ 830nm波段范围内的光学常数n、k随波长λ的变化 ,并与实验结果进行比较。发现较之普遍采用的Maxwell Garnett理论 ,由Bruggeman理论计算出的n λ、k λ曲线的峰位、峰宽及峰位随Ag组分质量百分率的位移都与实验结果更为接近。

载流下MoS_(2)/Ag纳米复合薄膜摩擦学性能

MoS_(2)基纳米复合薄膜具有良好的摩擦学性能,但较差的导电性能限制了其在载流条件下作为润滑材料的应用。为提高MoS_(2)基纳米复合薄膜的导电性能,采用非平衡磁控溅射系统沉积2种不同Ag含量的MoS_(2)/Ag纳米复合薄膜,并在不同的电流条件下研究MoS_(2)/Ag纳米复合薄膜与GCr15钢球对摩时的摩擦学性能。结果表明:在载流下2种MoS_(2)/Ag纳米复合薄膜表现出相似的摩擦性能,而低掺杂MoS_(2)/Ag薄膜具有更佳的耐磨性能,这归因于低掺杂MoS_(2)/Ag薄膜具有较好的力学性能;无载流时,MoS_(2)/Ag纳米复合薄膜在摩擦过程中生成的氧化物颗粒增加了磨损、降低了润滑性,磨损机制主要为磨粒磨损;电流小于0.5 A时,电流促进了转移膜形成,使得摩擦因数降低,但磨损率增加,磨损机制主要为黏着磨损;当电流大于0.5 A时,由于电弧烧蚀加速了薄膜的磨损,磨损机制主要为磨粒磨损、黏着磨损和电弧腐蚀磨损。

金属含量对Co-TiO2纳米颗粒复合薄膜微观结构及其性能的影响

目的使Co-TiO2纳米颗粒复合薄膜同时具备高的磁化强度及电阻率,从而实现更好的高频软磁特性。方法通过磁控共溅射的方法,在不同金属靶功率下制备了Co-TiO2纳米颗粒复合薄膜,并探究金属含量对薄膜的微观结构、表面形貌、电学和静态磁学性能的影响。结果薄膜中的金属颗粒被非晶态的TiO2分散。金属含量的增加可以显著提高纳米颗粒薄膜中金属颗粒的结晶性,降低薄膜电阻率,并且通过改变金属含量,可使薄膜逐渐从超顺磁态向铁磁态转变,达到精确调控纳米颗粒复合薄膜的磁学和电学性能的目的。结论在金属含量达到54%时,实现了高电阻率和高饱和磁化强度共存,有望得到具有高频软磁特性的纳米颗粒复合薄膜。

Ce掺杂TiO_2纳米复合薄膜的制备及光催化活性

采用溶胶-凝胶技术,以CTAB作为模板剂,提拉法镀膜制备了Ce掺杂TiO2纳米复合薄膜,利用XRD、N2吸附-脱附、UV-Vis、SEM及XPS对样品进行了表征。结果表明,铈离子以Ce4+和Ce3+两种形式存在于体系中,而CTAB有效抑制了TiO2晶粒的长大和二氧化钛晶相的转变,加入CTAB的Ce掺杂TiO2纳米复合薄膜的吸收带边较纯的TiO2发生了红移。光催化活性表明,这种处理方式明显提高了TiO2光催化活性。在紫外光照120 min下,CTAB(1.0%)/Ce(1.0%)-TiO2纳米复合薄膜的光催化活性最佳,对甲基橙降解率达到95.3%。

溅射沉积WS_2/Ag纳米复合薄膜在不同环境中的摩擦磨损性能研究

利用直流磁控溅射方法在钛合金基底上制备W S2/Ag纳米复合薄膜,采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及能谱仪对复合薄膜的表面形貌和组织结构进行分析,用球-盘式摩擦磨损试验机对复合薄膜在真空和潮湿空气环境中的摩擦磨损性能进行研究.结果表明:溅射沉积制备的W S2/Ag复合薄膜为非晶态结构,弥散分布于W S2基体中的晶态纳米Ag相提高了薄膜与基底的界面结合强度;与纯W S2薄膜相比,W S2/Ag纳米复合薄膜虽然在不同环境中的摩擦系数有所增加,但其在潮湿空气中的耐磨性能(磨损寿命)具有较大幅度的提高,且摩擦状态更稳定.

纳米Au-TiO_2复合薄膜的溶胶-凝胶法制备、表征和性能

用溶胶 -凝胶法制备了纳米 Au-Ti O2 复合薄膜 .X射线衍射、X射线光电子能谱、原子力显微镜、紫外 -可见光谱及摩擦磨损实验研究表明 ,复合薄膜均匀致密 ,Au以纳米晶粒形式均匀、不连续分散镶嵌于Ti O2 基体中 ,纳米 Au粒径为 1 4～ 2 5 nm;复合薄膜在可见光区有较强的吸收 ,吸收峰位置和强度与烧结温度和金的添加量有关 ;复合薄膜具有良好的抗磨减摩性能 ,在 1 N负荷下 ,摩尔分数为 5 %的 Au-Ti O2 薄膜的摩擦系数仅为 0 .0 9～ 0 .1 0 ,耐磨寿命多于 2 0 0 0滑动周次 .

溶胶-凝胶法制备SiO_2-TiO_2纳米复合薄膜紫外光处理的研究

采用溶胶－凝胶技术，结合二步水解法分别在单晶硅片、石英玻璃和Ｋｇ玻璃上制备ＳiＯ2、ＴiＯ2纳米复合薄膜，采用高压汞灯对其进行紫外光处理，分别用ＡＦＭ、椭偏仪、ＦＴＩＲ、ＵＶ－Ｖis分光光度计以及ＸＲＤ对凝胶膜紫外光处理前后的光学性能和结构进行研究，并与传统的热处理进行比较与分析．研究表明，紫外光处理是实现凝胶膜低温致密化的有效方法之一，其致密化的机理不同于传统的热处理，主要是通过紫外高能光子诱导复合薄膜网络结构的原子中的电子激发，导致原子化学键的断裂，进而产生结构重组而致密化．

TiO_2-V_2O_5纳米复合薄膜的溶胶-凝胶制备及性能研究

采用溶胶 凝胶技术 ,以钛酸丁脂、V2 O5粉末为原材料制备了纳米结构的TiO2 V2 O5复合薄膜。使用XRD、FTIR、AFM、UV VIS NIR分光光度计等方法研究了复合薄膜的特性。实验结果表明 :复合薄膜具有纳米孔洞结构 ;随V2 O5含量的增加 ,TiO2 晶相由锐钛矿向金红石的转变率大大提高 ,从 5 0 0℃时纯TiO2 的 0 4 2 %增加到含 30 %V2 O5时的 80 5 % ;复合薄膜在紫外区域的吸收显著增强 。

TiO_2/ZnO纳米复合薄膜溶胶-凝胶法制备与表征

采用溶胶-凝胶法在普通载玻片表面制备了TiO2/ZnO纳米复合薄膜并进行了SEM、XRD和EDS分析与表征。结果表明,复合薄膜微观结构和结晶化程度都强烈依赖于钛相对百分含量;随着钛含量减少,薄膜微裂纹消失,由晶化相趋向于玻璃态后又逐步趋向于结晶态。

Au-MgF_2复合纳米颗粒薄膜的制备和微结构

用射频磁控共溅射法制备了Au体积分数分别为 6 %、1 5 %、2 5 %、4 0 %、5 0 %和 6 0 %的Au MgF2 复合纳米颗粒薄膜。用X射线衍射、透射电镜、X射线光电子能谱对薄膜的微结构和组分进行了测试分析 ,分析结果表明 :制备的Au MgF2 复合纳米颗粒薄膜由fcc Au晶态纳米微粒镶嵌于主要为非晶态的MgF2 陶瓷基体中构成 ,当Au体积百分含量由 1 5 %增至 6 0 %时 ,其平均晶粒尺寸由 5 1nm增大到 2 1 2nm ,晶格常数由 0 39984nm增大到 0 4 0 74 3nm ;随Au体积百分含量由 6 %增至5 0 % ,其颗粒平均粒径则由 9 8nm增至 2 1 4nm。名义组分为vol.6 0 %Au MgF2 样品中Au的体积百分含量约为 6 2 6 % ,与设计值基本一致。

纳米PbS-TiO_2复合薄膜的制备和摩擦学性能

采用溶胶-凝胶法制备纳米PbS-TiO2复合薄膜,研究了其微结构和摩擦学性能,并探讨了复合薄膜的磨损机制. 结果表明:纳米PbS为面心立方相结构,粒径约15 nm;10%PbS-TiO2复合膜具有良好的抗磨减摩性能,薄膜的磨损机制主要是轻微的擦伤、粘着转移和磨粒磨损.

在Si基底上真空蒸发沉积Ag-MgF_2复合薄膜的内应力研究

报道了用电子薄膜应力分布测试仪测量了不同温度、不同厚度的Ag MgF2复合薄膜的内应力变化情况,得到了基底温度(退火温度)在300～400℃范围内薄膜平均应力最小,且处于张应力向压应力转变区域。XRD分析表明,在Ag MgF2复合薄膜中Ag对复合薄膜内应力的影响大于MgF2。

还原温度对纳米FeCo/Al_2O_3复合薄膜结构和磁性的影响

采用溶胶–凝胶旋涂法和H2还原工艺制备了纳米FeCo/Al2O3复合薄膜。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜及振动样品磁强计研究了还原温度对薄膜结构、表面形貌和磁性的影响。结果表明,随着还原温度的升高,薄膜中FeCo的晶粒尺寸和晶格常数变大,薄膜的饱和磁化强度(Ms)也同时增大,其矫顽力(Hc)则先增大,后减小。薄膜Ms的变化与FeCo晶粒的尺寸和表面效应有关,Hc的变化则来源于FeCo的单畴结构并受磁各向异性影响。还原温度为900℃的薄膜表现出较好的软磁特性,其Ms及Hc分别为436.7 kA.m–1和34.6 kA.m–1。

纳米多孔SiO_2-TiO_2复合薄膜的制备及研究

采用溶胶-凝胶技术，以表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵CTAB为模板剂，乙酰丙酮作为钛的水解控制剂，通过钛和硅醇盐的分步水解得到均匀的SiO2-TiO2复合溶胶，通过提拉制备出具有纳米多孔结构的复合薄膜．实验结果表明，多孔薄膜中的钛离子形成了Si—O—Ti键的孤立四配位形态，使薄膜具有复合型钛离子的催化效果，并且有介孔结构．随TiO2含量的增加，薄膜仍具有较好的透光性（可达到85％以上）．通过对实验条件的调节，可实现对薄膜纳米结构的人工控制，形成的多孔薄膜折射率在1．2～1．4之间连续可调．

溶胶-凝胶法制备CoFe_2O_4/TiO_2纳米复合薄膜及其磁性能研究

以钛酸丁酯和金属盐酸盐为原料,采用溶胶-凝胶工艺成功制备了磁性CoFe2O4/TiO2复合薄膜。通过X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电镜(SEM)分析探讨了复合薄膜相结构和表面形貌,使用振动样品磁场计(VSM)测试样品磁性能。研究发现:复合薄膜中两相组分晶体各自析出长大,没有生成新的物相,薄膜生长过程中TiO2网状结构起到控制CoFe2O4的晶粒大小的作用。对比不同温度下薄膜的形貌,得出薄膜的形貌对热处理温度依赖性较大,前驱液为pH=2-3、热处理温度为800℃时,可得到平整的纳米CoFe2O4/TiO2磁性复合薄膜。随着热处理温度的升高,复合薄膜的磁性增强。