Surface Metallization of Glass Fiber(GF)/Polyetheretherketone(PEEK) Composite with Cu Coatings Deposited by Magnetron Sputtering and Electroplating

Surface metallization of glass fiber(GF)/polyetheretherketone(PEEK)[GF/PEEK] is conducted by coating copper using electroplating and magnetron sputtering and the properties are determined by X-ray diffraction(XRD), scanning electron microscopy(SEM), and electron backscatter diffraction(EBSD).The coating bonding strength is assessed by pull-out tests and scribing in accordance with GB/T 9286-1998.The results show that the Cu coating with a thickness of 30 μm deposited on GF/PEEK by magnetron sputtering has lower roughness, finer grain size, higher crystallinity, as well as better macroscopic compressive stress,bonding strength, and electrical conductivity than the Cu coating deposited by electroplating.

Analysis and prediction of sputtering yield using combined hierarchical clustering analysis and artificial neural network algorithms

Sputtering is a crucial technology in fields such as electric propulsion, materials processing and semiconductors. Modeling of sputtering is significant for improving thruster design and designing material processing control algorithms. In this study we use the hierarchical clustering analysis algorithm to perform cluster analysis on 17 descriptors related to sputtering. These descriptors are divided into four fundamental groups, with representative descriptors being the mass of the incident ion, the formation energy of the incident ion, the mass of the target and the formation energy of the target. We further discuss the possible physical processes and significance involved in the classification process, including cascade collisions, energy transfer and other processes. Finally, based on the analysis of the above descriptors, several neural network models are constructed for the regression of sputtering threshold E_(th), maximum sputtering energy E_(max) and maximum sputtering yield SY_(max). In the regression model based on 267 samples, the four descriptor attributes showed higher accuracy than the 17 descriptors(R^(2) evaluation) in the same neural network structure, with the 5×5 neural network structure achieving the highest accuracy, having an R^(2) of 0.92. Additionally, simple sputtering test data also demonstrated the generalization ability of the 5×5 neural network model, the error in maximum sputtering yield being less than 5%.

Structural and magnetic properties of micropolycrystalline cobalt thin films fabricated by direct current magnetron sputtering

Pure cobalt(Co)thin films were fabricated by direct current magnetron sputtering,and the effects of sputtering power and pres-sure on the microstructure and electromagnetic properties of the films were investigated.As the sputtering power increases from 15 to 60 W,the Co thin films transition from an amorphous to a polycrystalline state,accompanied by an increase in the intercrystal pore width.Simultaneously,the resistivity decreases from 276 to 99μΩ·cm,coercivity increases from 162 to 293 Oe,and in-plane magnetic aniso-tropy disappears.As the sputtering pressure decreases from 1.6 to 0.2 Pa,grain size significantly increases,resistivity significantly de-creases,and the coercivity significantly increases(from 67 to 280 Oe),which can be attributed to the increase in defect width.Corres-pondingly,a quantitative model for the coercivity of Co thin films was formulated.The polycrystalline films sputtered under pressures of 0.2 and 0.4 Pa exhibit significant in-plane magnetic anisotropy,which is primarily attributable to increased microstress.

Preparation and Properties of Cu-Containing High-entropy Alloy Nitride Films by Magnetron Sputtering on Titanium Alloy

Magnetron sputtering deposition with regulated Cu target power was used for depositing Cu-containing high-entropy alloy nitride(Cu-(HEA)N)films on TC4 titanium alloy substrates.The microscopic morphologies,surface compositions,and thicknesses of the films were characterized using SEM+EDS;the anti-corrosion,wear resistance and antibacterial properties of the films in simulated seawater were investigated.The experimental results show that all four Cu-(HEA)N films are uniformly dense and contained nanoparticles.The film with Cu doping come into contact with oxygen in the air to form cuprous oxide.The corrosion resistance of the(HEA)N film without Cu doping on titanium alloy is better than the films with Cu doping.The Cu-(HEA)N film with Cu target power of 16 W shows the best wear resistance and antibacterial performance,which is attributed to the fact that Cu can reduce the coefficient of friction and exacerbate corrosion,and the formation of cuprous oxide has antibacterial properties.The findings of this study provide insights for engineering applications of TC4 in the marine field.

Effects of power on ion behaviors in radio-frequency magnetron sputtering of indium tin oxide(ITO)

This study delves into ion behavior at the substrate position within RF magnetron discharges utilizing an indium tin oxide(ITO)target.The positive ion energies exhibit an upward trajectory with increasing RF power,attributed to heightened plasma potential and initial emergent energy.Simultaneously,the positive ion flux escalates owing to amplified sputtering rates and electron density.Conversely,negative ions exhibit broad ion energy distribution functions(IEDFs)characterized by multiple peaks.These patterns are clarified by a combination of radiofrequency oscillation of cathode voltage and plasma potential,alongside ion transport time.This elucidation finds validation in a one-dimensional model encompassing the initial ion energy.At higher RF power,negative ions surpassing 100 e V escalate in both flux and energy,posing a potential risk of sputtering damages to ITO layers.

Study of bias voltage effect on the performance of ta-C coating prepared by high power impulse magnetron sputtering

The mechanical and frictional properties of ta-C coatings deposited on the substrate surface affect applications in the field of cutting tools and wear-resistant components.In this paper,the effect of bias parameters on the performance of ta-C coatings was investigated based on high power impulse magnetron sputtering(HiPIMS)technology.The results show that bias voltage has a significant effect on the deposition rate,structure,and wear resistance of the coating.In the range of bias voltage−50 V to−200 V,the ta-C coating performance was the best under bias voltage−150 V.The thickness reached 530.4 nm,the hardness value reached 35.996 GPa,and the bonding force in-creased to 14.2 N.The maximum sp3 bond content was 59.53% at this condition.

改进ICP算法的激光雷达点云配准

针对传统ICP算法在激光雷达目标点云配准中存在匹配时间长,以及受初值影响导致该算法应用在无人车SLAM技术中容易存在定位精度不高和稳健性较差的问题,本文提出了一种结合KD-tree算法的NDT-ICP算法。首先,通过Voxel Grid滤波对激光雷达获取的点云数据进行预处理,利用平面拟合参数的方法去除地面点云;然后,利用NDT算法进行点云粗匹配,缩短目标点云与待匹配点云距离;最后,通过KD-tree邻近搜索法提高对应点查找速度,并通过优化收敛阈值,完成ICP算法的精匹配。试验结果表明,本文提出的改进算法相比于NDT算法和ICP算法,在点云配准速度和精度上有明显提高,且在地图构建上精度和稳健性更好。

ICP参数在闭合性颅脑创伤患者预后评估中的应用价值

目的探究颅内压(ICP)参数在闭合性颅脑创伤患者预后评估中的应用价值。方法脑外伤患者100例入组后均接受ICP监测,依据类型分为闭合性脑创伤组(n=48)、开放性脑创伤组(n=52),依据闭合性脑创伤患者预后分为预后良好组(n=17)、预后不良组(n=31)。比较各组ICP参数,分析闭合性颅脑创伤患者预后影响因素和ICP参数预测患者预后的价值。结果闭合性脑创伤组ICP、RAP、AMP较开放性脑创伤组明显高,CPP较开放性脑创伤组明显低(P<0.05)。ROC曲线分析提示ICP、CPP、RAP、AMP联合检测诊断闭合性脑创伤不良预后的敏感度为86.1%,曲线下面积为0.833。结论闭合性颅脑创伤患者颅内压明显高于开放性颅脑创伤者,ICP参数联合检测对闭合性颅脑创伤患者预后有较高预测价值。

电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定闪长岩中的高场强元素

闪长岩中高场强元素主要赋存在难溶的矿物(角闪石、锆石等)中。采用常规的密闭酸溶法导致高场强元素特别是锆、铪元素溶出率偏低。针对这一问题,根据高场强元素的赋存状态,首先增加预消解过程,其次对溶解样品所需试剂添加量(氢氟酸、硝酸)以及消解时间设计了3因素3水平的正交实验,从而得到最佳试剂添加量为2 mL氢氟酸和1 mL的硝酸,消解时间为36 h,影响高场强元素溶出率的最主要因素是氢氟酸。以在最佳前处理实验方案下溶样,在所溶解完全的溶液介质中添加浓度为0.1%的盐酸(体积比),以保证高场强元素在溶液里的稳定性。建立的方法用于北山地区闪长岩样品分析,并与碱熔、X射线荧光光谱法测定值对比,分析结果具有良好的一致性,方法检出限0.004~2.5μg/g,相对标准偏差1.5%~8.4%,加标回收率93.0%~108%。实现了闪长岩中高场强元素的准确分析。

电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定陕西眉县猕猴桃矿物质含量及相关营养评价

为探究陕西眉县所产猕猴桃中矿物质含量及评价其相关营养价值。利用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法对陕西眉县主产的徐香、翠香、红心、黄心四个品种猕猴桃中9种矿物质含量进行测定,并采用营养质量指数法(Index of nutritional quality,INQ)对矿物质元素进行营养评价,同时应用SPSS软件对9种矿物质和能量进行相关性分析。陕西眉县四个品种猕猴桃矿物质均以钾、磷、钙、镁四种元素为主,约占总矿物质的99.8%,四个品种中INQ均大于1的矿物质有钙、钾、镁、铜,其中钾的INQ最高在3.89~5.19。矿物总量最高的品种为翠香328 mg/100g,但营养质量指数最高的为徐香16.78(INQ_(总))。通过相关性分析表明各元素间存在着不同程度的相关性,其中钾与能量的相关系数最高为0.982。猕猴桃是一种高钾低钠的优质食品,不同品种猕猴桃矿物质元素的营养价值差异明显,矿物质营养密度最高的为翠香,其次为红心、黄心、徐香,但从营养价值指数方面来看,徐香最高,翠香次之,红心和黄心猕猴桃矿物营养水平稍逊。

孕期发生ICP的风险因素分析

目的分析妊娠期发生ICP的相关风险因素,对妊娠期发生ICP的风险进行早期预测。方法收集2018年5月至2023年5月上海市公共卫生临床中心收治的300例妊娠期肝内胆汁淤积症病例为ICP组,同期收治的300正常孕妇为对照组,临床病例资料完整,进行回顾性分析。结果ICP组孕妇的临床特征中年龄大于30岁、既往ICP病史、皮肤瘙痒、孕前BMI>24、妊娠期高血糖、甲状腺疾病、辅助生殖及多胎发生率明显高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05),以上临床特征指标是孕期发生ICP的风险因素。临床特征构建的列线图可以预测发生ICP的风险。Lasso-Logistic回归分析结果显示化验指标肝功能(ALT、TBIL)、血脂(TG)、凝血功能(FIB)是孕期发生ICP的风险因素(P<0.05)。以上化验指标绘制的ROC曲线对发生ICP的风险有较好的预测价值。结论孕妇的部分临床特征及化验指标(ALT、TBIL、TG及FIB)是孕期发生ICP的风险因素。

基于破乳诱导萃取和ICP-MS/MS分析渣油中的微量金属元素

基于破乳诱导萃取提出利用电感耦合等离子体串联质谱(ICP-MS/MS)测定渣油中多种金属元素的新策略。渣油样品经二甲苯稀释降低黏度后采用质量分数6%的Triton X-114乳化,超声水浴破乳25 min,利用体积分数40%的盐酸萃取渣油中金属元素至水相,采用ICP-MS/MS测定其中10种金属元素Na、Mg、Al、Ca、V、Cr、Fe、Ni、Cu、Zn的含量。详细评估了破乳诱导萃取条件对渣油中金属元素萃取效率的影响,在串联质谱(MS/MS)模式下,利用氦碰撞气或不同反应气消除了金属元素的质谱干扰,采用标准参考物质NIST SRM 1634c(燃油中的微量元素)验证了方法的准确性,以微波消解技术处理渣油样品并采用扇形磁场电感耦合等离子体质谱(SF-ICP-MS)进行对比分析验证了方法的可靠性。结果显示,金属元素在各自的含量范围内呈现良好的线性关系(线性相关系数≥0.9997),检出限(LOD)为2.05~31.4 ng/L,NIST SRM 1634c的测定结果与标准参考物质提供的认证值及文献报道的参考值基本一致,置信度水平达到95%,ICP-MS/MS方法与SF-ICP-MS的对比分析结果无显著性差异。所建立的ICP-MS/MS方法操作简单,分析速率快,准确可靠性好,已用于渣油中多种金属元素的质量评价。

基于ICP-MS研究转炉钢渣微粉吸附镍和铅的动力学机理

随着工业化的发展,水体和土壤中的重金属污染日益严重。其中,重金属镍是一种常见的致敏性金属,会引起人体过敏发炎,甚至会引发癌症;血液中铅浓度的超标会危害人的神经系统、心血管系统和生殖系统,造成终身性的危害。因此,治理镍和铅重金属污染具有十分重要的意义。钢渣是炼钢过程中产生的一种副产物,其存在难以利用与附加值低的问题。同时加之管理制度的不健全,导致大量钢渣露天堆放,对土地资源、地下水源,以及空气质量造成严重影响。钢渣微粉具有比表面积大、多孔、化学活性高等特性,被广泛利用,可以成为吸附材料。本文以转炉钢渣微粉为研究对象,利用激光粒度仪、电感耦合等离子体质谱仪、比表面积与孔隙度吸附仪、X射线荧光光谱仪等测试转炉钢渣微粉的基本性质,重点研究转炉钢渣微粉添加量、重金属初始浓度、溶液pH和吸附时间对转炉钢渣微粉吸附Ni^(2+)、Pb^(2+)的效果,结合吸附动力学与吸附等温线理论揭示转炉钢渣微粉对Ni^(2+)、Pb^(2+)的吸附作用机理,为处理镍、铅重金属污染和工业废水处理提供技术支持与理论依据。结果表明:当转炉钢渣微粉添加量大于12.5 g·L^(-1)、重金属初始浓度小于100 mg·L^(-1)、溶液pH大于3和吸附时间大于120 min时,转炉钢渣微粉对Ni^(2+)、Pb^(2+)的吸附效果良好,即基本达到90%。转炉钢渣微粉对Ni^(2+)、Pb^(2+)的吸附符合准二级动力学模型,吸附速率由边界扩散和颗粒内扩散共同控制,吸附过程以化学吸附为主。转炉钢渣微粉的结构具有多孔性为物理吸附Ni^(2+)、Pb^(2+)提供吸附空间,转炉钢渣微粉的化学成分不仅具有碱性与Ni^(2+)、Pb^(2+)形成络合产物,而且水化过程中CaO与SiO_(2)生成C—S—H凝胶,对Ni^(2+)、Pb^(2+)形成络合吸附与硅酸盐体系包裹。转炉钢渣微粉对Ni^(2+)、Pb^(2+)吸附可能存在多层吸附。吸附Ni^(2+)、Pb^(2+)的过程为优惠吸附,吸附容易进行,其理论最大吸附量分别为18.785和17.002 mg·g^(-1)。

ICP-MS与ICP-OES法测定疫苗中铝含量的比较

目的:比较电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)与电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)和《中国药典》2020年版滴定法用于含铝佐剂疫苗中铝含量的测定。方法:通过方法学验证和样品测定,对比分析两种方法的前处理方法、线性、重复性、准确度、定量限、检测限和样品测定结果,同时采用现行版《中国药典》收载的滴定法对典型样品进行检测,并对三种方法的分析条件和结果进行了对比。结果:ICP-OES的铝离子浓度在1~20μg·mL^(-1)线性关系良好,r为0.9999,6种疫苗中铝含量回收率在99%~104.6%范围内,RSD均低于3%(n=9);ICP-MS测得的铝离子浓度在2.5~80 ng·mL^(-1)线性关系良好,r为0.999,6种疫苗中铝含量回收率在99.4%~108.9%范围内,RSD均低于8%(n=9)。三种方法测得的铝含量结果略有差异,但未发现显著规律,相对偏差均小于10%,ICP-MS法、ICP-OES法及滴定法对疫苗中铝含量的检测结果基本一致。结论:ICP-MS和ICP-OES 2种方法均可用于含铝佐剂疫苗中铝离子含量的测定,两种检测方法简便、快速、准确。ICP-OES仪器成本较低,更易于实验室推广。

基于ICP-MS技术的六神曲中无机元素分析及其风险评估

对六神曲中无机元素进行分析并结合风险评估,为发酵类中药中有益元素的揭示、有害元素限量标准的制定提供依据。基于电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)技术,对不同来源六神曲中无机元素进行含量测定,结合多元统计分析,对无机元素的特征进行表征,并对其进行初步风险评估。结果表明:六神曲中无机元素整体趋势一致,对比相关标准产六神曲生品发现,Zn、Ba、Cu为主要差异元素;按部颁标准产六神曲生品与麸炒品差异明显,Zn、Tl、Cu为特征差异元素;Cu、Cr、As为按《浙江省中药炮制规范》产六神曲生品与炒焦品中主要差异元素。风险评估结果提示,六神曲中有害元素的风险较低。方法稳定可靠,不同制法、不同炮制品六神曲中元素分布特征呈现出一定的规律性与差异性,其中重金属及有害元素的风险基本可控。研究结果可为六神曲质量控制体系的完善及安全性评价提供参考。

MC-ICP-MS高阻放大器校正偏移对同位素测试的影响——以汞同位素为例

增益(Gain)校正有助于消除MC-ICP-MS不同高阻放大器之间的阻值差异,进而提高同位素分析的精度和准确度,但有关Gain的偏移和校正频率对同位素测试的影响和作用原理还缺乏系统认识。本研究结合本实验室Neptune Plus MC-ICP-MS的Gain校正数据,以实际测试的汞同位素数据为例,评估了放大器Gain校正系数偏移对同位素测试的影响。结果显示,当测试标样和样品的校正系数偏移幅度一致时,汞同位素测试结果基本无变化;当偏移幅度存在明显差异且单一放大器校正系数的相对偏移幅度超过–0.070‰~0.058‰时,汞同位素的测试结果大于分析误差。Gain校正系数单日的相对变化幅度(–0.028‰~0.028‰)可保证汞同位素测试结果小于分析误差,但长期的偏移却会导致汞同位素变化远超分析误差。此外,仪器的硬件、温度和真空度等也是Gain校正系数变化的重要影响因素,因此建议定期维护仪器,并每日进行Gain校正,以保证测试结果的稳定和准确。

电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定含碘附银硅胶样品中碘含量

附银硅胶可以吸附放射性碘,形成含碘的附银硅胶,是后处理厂中常用的碘废物吸附材料。含碘附银硅胶样品中碘含量的准确测定能够验证碘的吸附效率,为后处理过程提供数据支持。含碘附银硅胶样品中银离子和碘离子形成难溶的碘化银,在溶解过程中难以将碘化银中碘离子定量转化为可溶解的碘离子、碘单质或者碘酸根,因此含碘附银硅胶样品中碘含量的测试方法比较困难。通过查阅银化合物的溶度积常数,考虑掩蔽银离子对碘离子的影响,在实验中采用加入硫离子的方法,生成比碘化银更难溶的硫化银沉淀,从而消除银离子的干扰。置换出的碘离子能够在碱性溶液中稳定存在,因碘含量较高,可采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定其含量。实验过程中考察了硫化钠加入量、氨水浓度、超声时间等对结果的影响。结果表明,硫化钠加入量与样品中银的含量有关,需要加入过量的硫离子沉淀银离子,不同的氨水浓度影响碘的灵敏度,而超声时间对结果基本无影响,优化实验条件后得到方法的检出限为0.52 mg/g,分别测量两个不同含量的含碘附银硅胶样品,平均值(n=6)为34.8 mg/g和59.3 mg/g,相对标准偏差为2.7%和2.0%,加标回收率为95.0%~103%。方法能够满足含碘附银硅胶样品中碘含量的测定。

微敞开石墨消解-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定橡胶制品中稀土元素含量

稀土元素会对橡胶的性能造成影响,需加强监控。通过系统分析消解试剂、消解温度以及消解时间等因素对检测分析的影响,对设备工作功率、步距深度、冷却气流速、辅助气流速、雾化气流速等质谱参数进行优化筛选,利用在线内标手段校正基体效应和信号漂移等问题,利用微敞开石墨消解技术结合电感耦合等离子体质谱仪,构建了测定天然橡胶制品中16种稀土元素含量的方法。微敞开石墨消解橡胶制品的较优处理条件以6 mL HNO_(3)、1 mL HClO_(4)和4 mL HF为消解试剂,采用三阶程序升温,消解最高温度至180℃,保温180 min。结果表明,稀土元素的检出限为0.0002~0.001 mg/kg,方法加标回收率在71.1%~90.9%,相对标准偏差RSD在3.8%~9.2%,各元素的标准曲线线性关系良好。与传统方法相比,微敞开石墨消解技术操作简便,可按照设定程序自动完成消解全过程,无需单独赶酸,工作效率较高,且具有成本低、检测范围宽、检出限低、处理效率高等优点,适用于橡胶制品中稀土元素的高通量检测。

不同厂家牛黄解毒片中24种无机元素ICP-MS检测与质量评价

目的:建立牛黄解毒片中无机元素指纹图谱,结合化学计量学探究不同厂家产品中无机元素差异,评价他们质量的均一性。方法:对全国21个生产企业的牛黄解毒片,采用微波消解后-ICP-MS法测定样品中K、Mn、Zn等24种无机元素的含量,绘制无机元素质量分数分布图,通过主成分分析法对质量均一性进行评价。结果:24种元素ICP-MS测定在各自范围内线性关系均良好(r≥0.9996),回收率在86.9%~112.2%之间(RSD≤1.6%)。建立了牛黄解毒片无机元素指纹图谱,从指纹图谱相似度及PCA结果看,牛黄解毒片中无机元素的质量均一性较好,主要特征元素为K、Mn、Zn、B、Ni、Al、V、Cr、Ba、Sn。结论:本研究建立的无机元素指纹图谱可为牛黄解毒片质量评价提供研究基础。

ICP-MS法测定锁阳药材与饮片中的5种金属元素

以硝酸-氢氟酸-高氯酸为消解体系对样品进行处理,采用ICP-MS法进行测定。结果表明:5种金属元素均在0~500μg/L浓度范围内线性关系良好(r2>0.999);检出限在0.0031~0.0720μg/L;低、中、高3种浓度水平,5种元素的平均回收率(n=3)在93.75%~105.0%之间,重复性RSD(n=6)在1.2%~3.4%之间。结果表明,锁阳饮片是矿质元素含量丰富的药品及功能保健食品,其中锁阳药材:Zn>Cu>Pb>Ni>Cr;锁阳饮片:Zn>Cu>Pb>Ni>Cr。可见锁阳经过炮制加工成饮片,其金属元素含量变化趋势与原药材具有一致性。通过研究甘肃道地药材锁阳的金属含量,发现锁阳药材经地道炮制后,由有害金属导致的健康风险等级降低,增强了中药临床使用的安全性,本研究为道地药材的风险等级评估提供了实验基础与研究思路。