nc-Si∶(Al_2O_3＋SiO_2)复合膜的制备及其热电特性

采用真空热蒸发技术在石英玻璃衬底上蒸镀约400 nm的铝膜,并在空气中580℃的条件下退火1 h。在退火过程中Al与石英中的SiO2反应形成纳米硅nc-Si∶（Al2O3＋SiO2）复合膜。利用X射线衍射（XRD）、拉曼散射（Raman）及扫描电镜（SEM）等方法研究了薄膜的结构特性。测得膜厚约为760 nm,估算出薄膜中纳米硅（nc-Si）的平均尺寸约为25 nm。实验发现该nc-Si∶（Al2O3＋SiO2）复合膜有热电特性,研究了其电阻率及Seebeck系数随温度（293-413 K）的变化关系,在293 K和413 K该薄膜的Seebeck系数分别约为-624μV/K和-225μV/K。

Al_2O_3-SiO_2复合膜的制备与结构表征

以异丙醇铝和正硅酸乙酯为主要原料,用溶胶-凝胶法制备无支撑体Al2O3-SiO2复合膜.应用XRD、DTA-TGA、IR、BET等测试手段对复合膜的物相组成、热稳定性、孔结构进行表征.并且讨论了化学组成和煅烧温度对复合膜孔结构的影响.研究结果表明:550℃煅烧10h的复合膜物相组成为无定形的SiO2和γ-Al2O3晶体,粒度大小在2-4nm之间,化学组成为Al2O3/SiO2=3:2的复合膜在不同煅烧温度时,400℃煅烧的物相为γ-AlOOH和,γ-Al2O3,550-1150℃煅烧的物相为γ-Al2O3,1220℃煅烧的物相为γ-Al2O3和α-Al2O3,1300℃煅烧的物相为莫来石相和α-Al2O3;化学组成不同的复合膜主要是由Al-O网络和Si-O网络构成,没有形成Al-O-Si网络结构;复合膜具有良好的热稳定性;化学组成和煅烧温度对复合膜的孔结构有一定的影响.

中空纤维担载Al_2O_3-SiO_2复合膜的研制

采用溶胶-凝胶法在α-Al2O3中空纤维载体上制备了Al2O3-SiO2复合膜,并对复合膜的制备条件及稳定性进行了研究.利用SEM和EDS对复合膜的微观形貌及化学组成进行了分析.结果表明,所制备的担载复合膜表面完整、无缺陷.气体渗透实验进一步说明,复合膜具有一定的气体选择性,在0.1 MPa下对H2/N2的分离因子为3.03,表明气体通过膜的扩散以Knuen扩散传质为主.用等温氮气吸附实验测定了非担载膜的孔径大小和分布,其比表面积为294.85 m2/g,总孔容为0.28 mL/g,最可几孔径小于3 nm.

用液相沉积法在铝酸锶荧光粉表面包覆SiO_2和Al_2O_3复合膜

铝酸锶是典型的长余辉发光材料,已经广泛应用于日常生活中,但是铝酸锶在水中极易发生水解,抗湿性差,严重限制了其应用。采用化学气相沉积法和物理蒸汽沉积法在长余辉发光材料表面包覆膜,对设备要求高,价格贵,不易推广。因此,采用液相沉积法在长余辉荧光粉铝酸锶表面包覆SiO2膜和A l2O3膜来提高其耐水性能,采用电镜扫描(SEM)、X射线衍射(XRD)表征膜的存在,并对包膜试样进行了耐水性和发光性能的测试。结果表明:铝酸锶荧光粉包覆了致密的复合膜层后,耐水性得到显著的提高,同时,包膜对荧光粉的发光性能影响较小,发射光和激发光强度损失均在10%以下。

Sol-Gel法制备Al_2O_3-SiO_2-TiO_2-ZrO_2复合陶瓷膜的研究

将Sol-Gel法应用于无机膜的制备,成功的研制出一种新型的膜面平整、膜厚均匀且无宏观缺陷的Al2O3-SiO2-TiO2-ZrO2复合陶瓷膜,复合膜含有γ-Al2O3、SiO2、TiO2、ZrO2和Al2SiO5等晶相,改变体系组成含量,晶相组成和含量随之变化,从而引起膜的显微结构的变化。利用XRD、SEM、AFM、EPMA等测试手段重点研究了膜的表面形貌和显微结构,并分析了添加剂、热处理方式等对膜的表面形貌和显微结构影响。

Al_2O_3-SiO_2纳米复合薄膜的制备及性能研究

以正硅酸乙酯、异丙醇铝为先驱体,甲基三乙氧基硅烷为有机硅烷,采用溶胶-凝胶旋涂方法在普通玻璃和硅片表面镀制纳米复合薄膜。通过FT-IR、VIS透射光谱的分析及薄膜表面接触角的测量,研究了Al_2O_3与SiO_2配比和热处理温度对复合薄膜的化学结构、透光率及疏水性的影响。结果表明该薄膜具有疏水、致密、透明等性能;Al_2O_3的加入未降低复合薄膜的可见光透光率,其中经400℃热处理后不同配比复合薄膜在可见光区的透光率均大于85%,且不影响复合薄膜的疏水性。

Al_2O_3-SiO_2复合膜的疏水改性及表征

采用溶胶-凝胶法制备Al2O3-SiO2复合薄膜,通过添加二甲基二乙氧基硅烷(DDS)对其进行疏水改性。研究了DDS添加量对复合溶胶体系稳定性和复合膜表面疏水性的影响,采用接触角测量、红外光谱(IR)、热重分析(TG-DTG)、原子力显微镜(AMF)对样品进行表征。结果表明,对于Al2O3∶SiO2(mol/mol)=1∶2比例下制得的复合膜,随着DDS的加入,薄膜表面疏水性明显增强,当DDS加入过多时,会影响复合溶胶的稳定性,实验确定DDS加入量的最佳值为1%(体积分数);DDS的加入没有破坏复合膜的网格结构,复合膜仍以SiO2颗粒为骨架;经200℃热处理后,可得到具有良好的疏水性能的复合膜。

Al_2O_3-SiO_2-TiO_2-ZrO_2复合陶瓷膜的制备与表征

采用Sol-Gel法制备出掺杂SiO2 ,TiO2 及ZrO2 改性的γ -Al2 O3 膜 ,并通过SEM ,EPMA ,AFM等测试手段对膜结构和性能进行表征。探讨了制膜工艺条件对膜性能及结构的影响。制备的Al2 O3 复合膜膜厚为 1～ 2 μm ,结构均匀无缺陷。

SiO_2溶胶含量对Al_2O_3-SiO_2-TiO_2复合膜的影响

采用不同配比的Al2O3、SiO2、TiO2溶胶,通过溶胶-凝胶法制备Al2O3-SiO2-TiO2复合膜.通过凝胶时间、TG-DTG、FT-IR和AFM等表征手段对溶胶的稳定性、复合膜的热稳定性、结构特征和表面微观形貌进行综合分析.实验结果表明:SiO2溶胶含量是影响复合溶胶稳定性的主要因素,随着SiO2溶胶含量的增加,复合溶胶的稳定性越小,凝胶时间越短,制膜时间缩短;TG-DTG分析表明,350℃以后,无明显的热效应,可见三组分复合的膜热稳定性较好;FT-IR表明,整个复合体系是以Si-O-Si为主要支架结构的,并生成了更加稳定的氧桥键(Si-O-Al和Ti-O-Al-O-Si等)而形成网络结构;AFM分析表明,复合膜的孔隙率较高,具有纳米尺寸孔洞,5μm范围内膜表面不太平整,通过多次涂膜可以减小缺陷,平均孔径约为53.8nm.

Sol-Gel法制备Al_2O_3-SiO_2-TiO_2-ZrO_2复合膜的结构研究

将Sol-gel法应用于无机膜的制备,成功地研制出一种新型的Al2O3-SiO2-TiO2-ZrO2复合陶瓷膜,膜面平整,无宏观缺陷,复合膜由-γAl2O3、TiO2和Al2SiO5等多相组成,改变体系组成,各相含量和主晶相也随之变化,从而影响到膜的微观结构。利用XRD、AFM、SEM分析重点研究了膜表面的微观形貌,并分析了掺杂物对膜表面性能的影响。

Al_2O_3-SiO_2-TiO_2复合陶瓷膜的研制

本文用Sol-Gel法制备了掺杂TiO2、SiO2改性的γ-Al2O3膜,Al2O3-SiO2-TiO2混合溶胶的比例为:Al:Si:Ti=1:4:1(mol比),加入硝酸调节其pH值位1.2-2.5,可得到稳定的Al2O3-SiO2-TiO2溶胶。通过XRD分析,膜的相组成为非晶态SiO2、γ-Al2O3和Al4Ti2SiO12及TiO2,SEM分析膜主要特征为层状表面结构,平铺在支撑体上。研究发现添加剂、pH值、膜与基体之间的应力作用、浸渍时间、热处理过程对膜的形成的影响甚大。

Al_2O_3-SiO_2-ZrO_2复合膜的热稳定性研究

主要探讨了引入SiO_2和ZrO_2对Al_2O_3薄膜热稳定性的影响,并采用DTA、XRD和SEM等分析方法对其进行了研究,结果表明,1000℃煅烧后的复合膜中,主晶相为γ-Al_2O_3和t-ZrO_2,SiO_2以无定形态存在,1200℃热处理后的复合膜中仍然没有发生γ-Al_2O_3向α-Al_2O_3的相变。

Al_2O_3-SiO_2-ZrO_2-TiO_2陶瓷复合膜的烧成及表征

将制备好的Al2O3-SiO2-ZrO2-TiO2复合溶胶在担载体上涂膜、干燥、烧成,制成了有担载体的复合膜。应用SEM,XRD等测试手段对Al2O3-SiO2-ZrO2-TiO2复合膜的结构、表面形貌和孔径进行了表征,并研究了溶胶性能和烧成制度对膜性能的影响。进行了对污水处理实验,并取得了很好的效果。

微量SiO_2对PI/Al_2O_3复合薄膜性能的影响

通过固定纳米氧化铝(Al2O3)的含量,改变纳米氧化硅(SiO2)的含量,制备一系列纳米SiO2含量不同的聚酰亚胺(PI)/Al2O3/SiO2复合薄膜。采用扫描电子显微镜(SEM)和红外光谱(FT-IR)对复合薄膜的微观形貌和分子结构进行表征,结果表明纳米颗粒在PI基体中均匀分散,而且纳米颗粒的加入既不影响PI的分子结构又对聚酰胺酸的热亚胺化无影响。同时测试了薄膜的力学性能、击穿场强和耐电晕时间。结果表明,当纳米SiO2质量分数为0.5%时,复合薄膜的击穿场强和耐电晕时间分别为211.15 kV/mm、378 min,均优于纳米SiO2质量分数分别为0,0.1%,0.3%和0.7%的薄膜,并且其力学性能也较优异。

Al_2O_3·SiO_2颗粒增强铝基复合材料的摩擦磨损特性

对用挤压铸造法制备出的Al2O3·SiO2颗粒增强铝基复合材料在不同条件下的摩擦磨损特性进行了研究.结果表明:Al2O3·SiO2颗粒的加入可提高复合材料的耐磨性,复合材料同基体铝合金相比摩擦因数也较低.在较低载荷和滑动速度下,该复合材料的耐磨性明显优越于基体铝合金,摩擦因数也稳定地低于基体铝合金;而在较高载荷和滑动速度下,同基体铝合金相比,复合材料耐磨性的改善有所降低,但摩擦因数仍可以保持较低的水平.这是由于随着载荷和滑动速度的变化,复合材料的磨损机制发生了转化.对Al2O3·SiO2颗粒在摩擦磨损过程中所起到的作用进行了分析.

Al_2O_3-ZrO_2复合膜的制备与表征

以异丙醇铝和氧氯化锆为原料,用溶胶-凝胶法在Al2O3中空纤维上制备了Al2O3-ZrO2复合膜。应用TG、DTA、XRD、SEM等测试手段对复合膜的热稳定性、结构、形貌进行了表征。结果表明复合膜的热稳定性比单一由氧化铝或氧化锆制成的膜有显著的提高,在1100℃之前,复合膜以t-ZrO2存在,1200℃时,出现了m-ZrO2和α-Al2O3相。扫描电镜分析表明,膜表面完整、无缺陷。气体渗透实验进一步表明所得膜具有一定的气体选择性,0.3MPa和0.5MPa下对氮气和氩气的分离因子α分别为1.191和1.185,和氮气与氩气的理论分离因子(α=1.194)相当,说明气体通过膜的扩散以Knudsen扩散传质为主。用等温氮气吸附实验测定了非担载膜的孔径大小和分布,最可几孔径约为4.3nm。

Al_2O_3/SiO_2纳米复合陶瓷型芯材料的制备与性能

用粉体分散及热压注方法制备了Al2O3/SiO2纳米复合陶瓷型芯材料,研究了Al2O3/SiO2纳米复合陶芯材料的增强机理. SiO2纳米粉在Al2O3微粉基体中较均匀分布.不含纳米粉材料的断裂方式为典型的沿晶断裂,SiO2含量为3％和5％时,为沿晶/穿晶混合断裂;SiO2含量为7％时,以穿晶断裂为主.加入SiO2纳米粉后,复合材料的孔洞减少,致密度增加,致使烧结温度降低.含7％SiO2纳米粉的陶芯强度比不含纳米粉的提高了约4倍,其原因是纳米晶的析出和材料断裂方式的改变.

Al_2O_3-聚砜复合超滤膜用于中水处理的研究

为了节约用水,对住宅区的分质排水和城市污水厂的污水(中水)进行处理回用是较为可行的方法．膜分离技术是进行中水回用的有效方法之一,但膜容易被污染,造成通量下降．为此,研究了自制的耐污染Al2O3-聚砜复合膜在中水处理中的应用．分析了操作压力、水温、操作时间和膜清洗对水通量的影响,并对产水水质进行了测试．结果表明,该复合膜的水通量随着操作压力的提高而增大,在相同操作压力下,复合膜的水通量要高于聚砜膜的水通量;复合膜在操作24 h后水通量保持较高;随着水温的升高,复合膜的水通量逐渐加大;适当的清洗工艺可使复合膜具有较长的使用寿命;产水水质达到生活杂用水的水质标准．

Al_2O_3/DLC复合膜摩擦磨损性能的研究

为了提高铝合金零部件的摩擦磨损性能,采用微弧氧化和磁过滤阴极真空弧技术,在其表面制备了Al2O3/DLC复合膜.用X射线衍射分析(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)以及摩擦试验对复合膜的化学成分、结构、表面形貌及其对铝合金摩擦磨损性能的影响进行了研究.结果表明,在铝合金表面形成了120μm厚的多孔Al2O3陶瓷膜,与基体结合紧密.外层0.1.μm厚的DLC不改变膜的表面形貌,但是降低摩擦因素,并且进一步提高膜的耐磨性.Al2O3/DLC复合膜为铝合金作为耐磨工件使用提供了很好的承载支持,并且使铝合金表面摩擦磨损性能大大提高.

Al_2O_3/CrN_x复合膜的摩擦磨损特性

为改善铝合金零部件的摩擦磨损特性,采用微弧氧化和射频磁控溅射技术,在2A12铝合金表面制备Al2O3/CrNx复合膜。用X射线衍射仪、涡流测厚仪、纳米硬度仪、微摩擦磨损试验机、非接触表面三维形貌仪及扫描电镜对Al2O3涂层及复合膜的相组成、膜厚、纳米硬度、摩擦磨损特性和磨痕形貌等进行了研究。实验结果表明:32μm厚的多孔Al2O3陶瓷涂层由α-Al2O3和γ-Al2O3相组成,外层1.2μm厚的CrNx膜由单质Cr,Cr2N和CrN相组成;Al2O3涂层及Al2O3/CrNx复合膜的摩擦因数和磨损率都随法向载荷的增加而增大,在相同实验参数下,复合膜的摩擦因数和磨损率都远小于Al2O3涂层的,这表明在Al2O3涂层表面沉积CrNx膜能明显改善其摩擦磨损特性,将延长对偶件的使用寿命。