SiH_(4)流量对燃料电池用钛合金板表面PECVD制备C:Si膜组织及耐蚀性的影响

采用甲烷作为碳源,利用等离子增强化学气相沉积(PECVD)工艺在电池极板用钛合金板表面制得一层含硅非晶碳(C:Si)膜,对比了通入不同流量的SiH_(4)所制备C:Si膜在导电性、疏水性、耐蚀性、厚度上的差异,深入分析了SiH_(4)流量引起C:Si膜性能变化的机制。结果表明:C:Si膜与基底结合度很好。逐渐增大SiH_(4)流量后,膜层厚度表现出增大趋势,C:Si膜的杂化比值由0.58增大至1.11,G峰的半峰宽由168 cm^(-1)减小为103 cm^(-1),判断SiH_(4)流量升高可诱导C:Si膜发生石墨化转变。通入6 mL/min SiH_(4)制得的C:Si膜具有优异的耐蚀性,极化后在表面形成晶体盐颗粒,并未观察到起皮及微孔缺陷。膜的界面电阻与钛基底相比显著降低,且C:Si膜的疏水性比基底更强,在SiH_(4)流量为6 mL/min下C:Si膜获得了最低界面电阻和最优疏水性。

脉冲调制射频大气压SiH_(4)/He/O_(2)放电数值模拟研究

大气压等离子体放电由于设备简单,生产成本低,一直被广泛用于二氧化硅薄膜沉积中。较其他形式的放电,大气压脉冲放电由于其稳定、高效等特点在近年来引起了人们的广泛关注。为了更深入了解其反应机理,本文利用二维流体力学模型对脉冲调制射频大气压SiH_(4)/He/O_(2)的放电过程进行了研究,重点关注了脉冲放电中占空比与调制频率对等离子体的影响。结果表明:在平均功率相同的条件下,占空比对薄膜的沉积速率和质量具有重要影响。具体表现为,随着占空比减小,反应腔中各粒子密度均呈现出增加的趋势,且当占空比为0.4时,SiO_(2)密度约为10^(14) cm^(-3),高于连续放电三个数量级;同时电场对负离子的约束作用也随着占空比的减小而减弱,导致大量的负离子流向极板,形成了对薄膜的性能有益的负离子流;另外适当降低占空比还可以改善薄膜的均匀性。值得注意的是,适当降低调制频率也可以在不影响薄膜均匀性的情况下,提高薄膜沉积速率、改善薄膜附着性能,但其影响不如占空比显著。

计算化学模拟法对制备乙硼烷和甲硅烷反应类型的研究

采用计算化学模拟方法,在MP2/6-311+g(d)、HF/6-311+g(d)水平上考察了BCl_(3)、B_(2)H_(6)、LiCl、LiAlH_(4)、AlCl_(3)、SiCl_(4)、SiH_(4)中的Mulliken电荷、自然布局分析电荷(NPA电荷)、Hirshfeld布局电荷、原子偶极矩校正的Hirshfeld布局电荷(ADCH电荷),并对它们进行了拓扑结构分析,从而确定了各化合物中原子的氧化数。模拟结果表明,反应4BCl_(3)+LiAlH_(4)=2B_(2)H_(6)+3LiCl+3AlCl_(3)可以视为氧化还原反应,而反应SiCl_(4)+LiAlH_(4)=SiH_(4)+LiCl+AlCl_(3)是取代反应。