纳米金刚石薄膜的应用及其研究进展

以纳米金刚石薄膜的应用为主线,讨论了它在机械、光学、声学、电学等应用领域的优势,以实例分析、证明了其在各领域中所展现出的优异性能。综述了纳米金刚石薄膜在上述应用领域的研究进展,同时从不同方向阐释了其研究应用过程中所存在的不足,并对其今后的主要发展方向进行了展望。

矿粉对水泥和混凝土性能的影响

为了探寻矿粉细度及掺入量对水泥和混凝土性能的影响,通过试验测试方法,分析了矿粉和水泥的基本性质,研究了超细矿粉和普通矿粉的掺量对水泥基材料标准稠度、凝结时间、流动度和力学性能的影响.结果表明:普通矿粉使水泥净浆标准稠度需水量下降,而超细矿粉则增加标准稠度需水量,两种矿粉都使水泥净浆凝结时间略微延长.普通矿粉可以改善水泥净浆的流动度,超细矿粉的加入则降低了水泥净浆的流动度.普通矿粉和超细矿粉降低水泥净浆早期(7d)抗压强度,提高后期(28d)抗压强度,掺10%～50%的普通矿粉的水泥净浆28d抗压强度提高2.9%～9.7%,掺入超细矿粉28d抗压强度提高3.9%～20.1%,普通矿粉和超细矿粉的最佳掺量为10%～30%;两种矿粉替代10%～50%水泥所配制的混凝土的强度得到了明显的提高.

星形微波等离子体化学气相沉积装置上类金刚石薄膜的制备

以甲烷、氢气和氧气为反应气体,分别在镜面抛光的单晶硅片和石英玻璃基片上制备了类金刚石薄膜,并用扫描电子显微镜、激光拉曼光谱和傅立叶红外透射光谱仪等测试方法对薄膜的表面形貌、质量和光学性能进行了表征;通过对类金刚石(DLC)薄膜制备过程中碳源浓度、基片温度等参数的研究,掌握了工艺参数对薄膜性能的影响规律,并在此基础上成功地对薄膜的沉积工艺进行了优化.结果表明,当反应气体中的流量配比为甲烷∶氢气∶氧气=10∶100∶1,腔体压力和基片温度分别为0.5kPa和400℃,制备出的DLC薄膜表面光滑平整,薄膜中的纳米金刚石特征峰明显,在石英玻璃上沉积的DLC薄膜在3 000～4 000cm-1波数区间透光率超过80%,达到了光学应用要求.

单晶硅表面磁控溅射铜栅极

晶硅太阳能电池表面的导电栅极主要用于输出电能,若其与基体间的附着力较差,将会极大地降低电池元件的稳定性和使用寿命,而与其他制备方法相比,物理气相沉积法具有可控性好、成本低等优势.为了继承物理气相沉积法的相关优势,同时能够使铜栅极与基片之间具有良好的附着力,利用磁控溅射法在单晶硅上进行铜栅极的制备实验,研究了磁控溅射过程中溅射功率和工作气压等参数对最终制得的铜栅极附着力的影响.采用超声震荡加强实验检测铜栅极的附着力,使用金相显微镜观察铜栅极的整体形貌及断线率,通过扫描电子显微镜观察铜膜的表面形貌.结果表明在溅射功率为180 W,工作气压为0.8 Pa的条件下制备的铜栅极线宽更为均匀,且进行加强实验后断线率为0.