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功能性涂层在电子设备中的应用

中国科技期刊数据库工业A 2024年第12期 192-195页

作者：崔晓萌曹永杰吕梦娇刘亚柳贺彩霞中国电子科技集团公司第五十四研究所河北石家庄050081

数字时代下,电子设备在各个领域得到了广泛的应用。随着科学技术的发展,对电子设备的功能与性能提出了更高的要求。功能性涂层在电子设备中的应用,不仅仅是为电子设备提供防护功能,而是为被涂覆产品提供特定的功能性能,进一步提升电子... 详细信息

数字时代下,电子设备在各个领域得到了广泛的应用。随着科学技术的发展,对电子设备的功能与性能提出了更高的要求。功能性涂层在电子设备中的应用,不仅仅是为电子设备提供防护功能,而是为被涂覆产品提供特定的功能性能,进一步提升电子设备的可靠性、耐用性、安全性,满足不同电子设备特定的技术需求和应用要求。文章主要探讨不同功能涂层在电子设备中的应用,为功能性涂层的使用提供参考。

关键词：功能性涂层电子设备应用

基于化学改性的功能性涂层研究及其经济效益评价

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当代化工 2024年第10期53卷 2401-2404页

作者：杨锦李云云西安思源学院陕西西安710038

为了探究氨基硅烷改性对涂层性能的影响及其在功能性涂层领域的应用潜力,采用了氨基硅烷改性技术对不锈钢片基材进行改性,制备了具有不同改性程度的功能性涂层。通过原子力显微镜(AFM)、力学性能测试和热重分析等方法对涂层的表面形貌... 详细信息

为了探究氨基硅烷改性对涂层性能的影响及其在功能性涂层领域的应用潜力,采用了氨基硅烷改性技术对不锈钢片基材进行改性,制备了具有不同改性程度的功能性涂层。通过原子力显微镜(AFM)、力学性能测试和热重分析等方法对涂层的表面形貌、力学基本参数和热稳定性进行了全面评价。经过氨基硅烷改性后的涂层性能在力学性能方面显著提升,拉伸强度从80 MPa增至120 MPa,抗压强度从120 MPa提高到了180 MPa,弹性模量从2.5 GPa增至3.8 GPa,表面粗糙度从1.35μm降至0.85μm。此外,涂层的热稳定性也得到一定程度的改善,但在高温环境下仍呈现出一定的质量损失,质量损失率从100℃的0.2%增至600℃的5.2%。通过氨基硅烷改性技术成功改善了涂层的力学性能和表面形貌,提高了涂层的热稳定性。改性后的钢材较改性前价格增长300%,这对于涂层在工程领域的应用具有重要意义,特别是在高强度、耐腐蚀和耐高温要求较高的领域有潜在的应用前景。未来的研究可进一步优化氨基硅烷改性涂层的配方和工艺,以提高其在各种工程应用中的性能。

关键词：氨基硅烷改性功能性涂层力学性能表面形貌热稳定性

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低压等离子喷涂技术在功能性涂层的应用进展

化工管理 2017年第35期 190-页

作者：冯宝香樊星贾小恒吴晓东陕西国防科技工业技术开发中心陕西西安710061 西安圣德安全技术有限公司陕西西安710061 西部钛业有限责任公司陕西西安710201

同常规等离子喷涂方式相比,低压等离子喷涂技术能够在低压以及真空环境当中进行喷涂,制作具有更高致密度、结合强度以及低杂质的涂层。近年来,我国也在该方面进行了较多的研究。在本文中,将就低压等离子喷涂技术在功能性涂层的应用进展... 详细信息

同常规等离子喷涂方式相比,低压等离子喷涂技术能够在低压以及真空环境当中进行喷涂,制作具有更高致密度、结合强度以及低杂质的涂层。近年来,我国也在该方面进行了较多的研究。在本文中,将就低压等离子喷涂技术在功能性涂层的应用进展进行一定的研究。

关键词：低压等离子喷涂技术功能性涂层应用进展

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功能性柔性硬质涂层研究进展

涂料工业 2023年第9期53卷 61-69,76页

作者：黄印杰李苗周欢张聪张振强马春风华南理工大学材料科学与工程学院广州510640 中科信工程咨询(北京)有限公司北京100039 中国舰船研究设计中心武汉430064

制备兼具良好柔韧性与高硬度的涂层具有重要应用价值,然而大多数涂层很难在保持柔韧性的同时具备高硬度。通过有机-无机杂化将高硬度的无机相与柔韧的有机相在分子水平上结合,使涂层同时具有类聚合物的柔韧性和类陶瓷的高硬度,且进一步... 详细信息

制备兼具良好柔韧性与高硬度的涂层具有重要应用价值,然而大多数涂层很难在保持柔韧性的同时具备高硬度。通过有机-无机杂化将高硬度的无机相与柔韧的有机相在分子水平上结合,使涂层同时具有类聚合物的柔韧性和类陶瓷的高硬度,且进一步赋予涂层功能,如透明、疏水疏油、防污、自修复等可拓展涂层在柔性显示设备和海洋防污等方面的应用。本文综述了功能性柔性硬质涂层的研究进展,并对其结构-性能的关系进行了讨论。最后,展望了该领域的发展趋势。如何实现涂层多功能的集成和在极端环境下的使用将是功能性柔性硬质涂层的重要研究方向。

关键词：功能性涂层柔韧性硬度有机-无机杂化聚合物陶瓷

新型涂层钢蜗轮副传动机理研究与传动性能评价

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新型涂层钢蜗轮副传动机理研究与传动性能评价

作者：姜宏伟重庆大学

学位级别：硕士

在重载蜗杆传动中,蜗轮材料采用铸锡青铜,而蜗杆采用钢材料,组成具有良好减磨特性的啮合副。但青铜蜗轮存在以下几方面的缺点:耗费贵重的有色金属且工艺较复杂,成本高;钢-铜接触副耐磨性差,重载工况下磨损严重,缩短了产品使用寿命;青铜... 详细信息

在重载蜗杆传动中,蜗轮材料采用铸锡青铜,而蜗杆采用钢材料,组成具有良好减磨特性的啮合副。但青铜蜗轮存在以下几方面的缺点:耗费贵重的有色金属且工艺较复杂,成本高;钢-铜接触副耐磨性差,重载工况下磨损严重,缩短了产品使用寿命;青铜合金的接触、弯曲疲劳强度较低,远远低于合金钢,从而增大了蜗轮传动的模数。针对以上问题,本文在对蜗杆传动全工况啮合分析的基础上,采用表面工程强化技术和齿面改质理论,在钢蜗轮副齿面上生成功能性涂层,并进行了深入系统的理论和试验研究,实现了以钢蜗轮替代青铜蜗轮的目标。论文具体的研究工作如下:①结合蜗杆副啮合原理和3D实体建模方法,建立了阿基米德蜗杆传动副的三维实体模型;采用弹性接触理论,分别对钢-钢蜗轮副和钢-铜蜗轮副进行接触有限元分析。结果表明啮合副材料的机械特性和力学性能直接影响蜗轮副的传动性能,钢蜗轮副齿面生成的涂层应具备加载可跑合性。②运用摩擦磨损理论,建立了蜗轮轮齿接触磨损模型,获得了轮齿齿面的磨损深度分布特征;基于建立的蜗轮轮齿接触磨损模型,分析材料的力学机械性能对蜗轮磨损的影响。研究表明磨损率与配对材料副的磨损系数、较软材料的硬度、等效弹性模量等因素有关。③建立蜗轮轮齿本体温度的数学模型,运用有限元方法对蜗轮稳态温度场进行分析,获得了轮齿的温度分布规律。构建了接触副的摩擦系数、热分配系数、导热系数、熔合性与本体温度的关系模型。从理论上论证了钢蜗轮表面减摩涂层的抗胶合能力。④在标准试件上制备超微细磷酸锰转化涂层和硫化亚铁固体润滑涂层;在摩擦磨损试验机上对涂层标准试件进行摩擦磨损试验;分析涂层磨面形貌和微观结构,并结合能谱分析的结果研究了涂层的减摩耐磨机理和跑合性能。结果表明两种涂层均具有优良的减摩耐磨性能,且具有加载可跑合性能。⑤在设计加工的钢蜗轮副齿面上制备两种不同的涂层:超微细磷酸锰转化涂层及硫化亚铁固体润滑涂层。在蜗杆传动试验台上对涂层钢蜗轮副进行综合性能测试,对比研究其传动性能。试验结果表明:涂层钢蜗轮副较之未涂层钢蜗轮副缩短了跑合时间,具有更高的传动效率和更优良的抗胶合能力。同时,与硫化处理的钢蜗轮副相比,磷酸锰涂层钢蜗轮副的运转更为平稳。

关键词：蜗杆传动钢蜗轮功能性涂层摩擦磨损传动性能试验

Ag_(x)O/GO复合物在防腐、抑菌性涂层中的应用研究

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化工新型材料 2021年第10期49卷 114-118页

作者：冯杰李新毛健国家电网四川省电力公司电力科学研究院成都610072 四川大学材料科学与工程学院成都610065

在碱性条件(pH=13)下,利用强氧化剂制备出具有两种价态的Ag_(x)O,并将其与氧化石墨烯(GO)共混形成Ag_(x)O/GO,以用作丁苯橡胶(SBR)的功能性填料。研究表明,Ag_(x)O/GO/SBR的I_(corr)值仅为2.2×10^(-7) A/cm^(2),小于SBR(1.0×10^(-5) A/cm^(2))和GO/SBR涂层(4.6×10^(-7) A/cm^(2)),且电荷转移阻抗值增大,表现出良好的防腐性能。抑菌测试表明,Ag_(x)O/GO/SBR涂层对***的抑菌率达到87.4%,这归因于Ag_(x)O中释放的Ag^(+)和Ag^(3+)具有高效抑菌性能。因此,Ag_(x)O/GO/SBR是一种具有防腐蚀及抑菌能力的多功能性涂层。

关键词：石墨烯功能性涂层高价银防腐性能抑菌材料

聚合物表面构筑微纳米金属/无机涂层的方法和性能研究

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聚合物表面构筑微纳米金属/无机涂层的方法和性能研究

作者：张虎林烟台大学

学位级别：硕士

2019年中国已经成为聚合物生产和消费的第一大国,特别是在航空航天、汽车、电子电气、生物医药等领域具有广泛的应用,然而聚合物表面的性质如:疏水性、粘附性、生物相容性不足以满足应用的要求,因此在聚合物表面制备功能涂层具有重要的... 详细信息

2019年中国已经成为聚合物生产和消费的第一大国,特别是在航空航天、汽车、电子电气、生物医药等领域具有广泛的应用,然而聚合物表面的性质如:疏水性、粘附性、生物相容性不足以满足应用的要求,因此在聚合物表面制备功能涂层具有重要的现实意义。一方面聚合物有广泛的应用需求,另一方面疏水性的聚合物与亲水性的金属/无机涂层存在极性和热膨胀系数的差异性,造成涂层易开裂脱落等问题,特别是在柔性聚合物表面制备涂层依旧存在挑战;针对这些问题本文从聚合物基底（刚性和柔性）、表面改性和涂层的制备,三个维度对材料的性能进行探索研究。具体研究内容如下:1.过氧化氢活化对聚碳酸酯（PC）表面性能的影响:利用过氧化氢溶液的强氧化性对PC进行改性,研究过氧化氢溶液浓度、温度、作用时间与PC表面活化效果之间的关系,确定最佳表面改性条件,并采用溶胶-凝胶法制备了 SiO2涂层。结果表明:最佳的改性条件是30 wt%H2O2溶液、50℃和0.5h。PC表面的水接触角由原来的85°下降到处理后的81°,润湿性得到改善,SiO2溶胶可在活化后的PC表面形成均匀液膜,干燥后的涂层平整,纳米颗粒均匀分布。2.不同品牌的聚酰亚胺（PI）薄膜表面改性研究:利用碱溶液对四种品牌的PI进行微刻蚀,研究碱溶液浓度、温度和处理时间对PI表面刻蚀的效果以及对PI性能的影响,并为表面制备涂层做前期准备。结果表明:不同品牌结构类似的聚合物材料,在各项性能方面上存在较大的差异,其中②号PI的柔性、透光性、亲水性最好,①号PI机械性能最为优异。3.射频磁控溅射和化学方法相结合在聚酰亚胺表面制备SiO2减反射涂层的研究:针对柔性PI薄膜表面涂层制备难度大,涂层易开裂、脱落等问题。本文尝试采用物理和化学相结合的方式,在柔性聚酰亚胺表面构筑纳米二氧化硅（SNs）单层减反涂层、纳米二氧化硅/空心二氧化硅（SNs/HSNs）梯度减反涂层和纳米二氧化硅/酸催化二氧化硅溶胶（SNs/ACSs）复合减反涂层。结果表明:当溅射功率为180 w、氩气流量为30 sccm、沉积时间为60 min时,能够在柔性PI表面沉积单层可控的SNs减反涂层,平均透光率增加了 3.57%;当溅射条件为180 w、30 sccm和60 min时,结合HSNs制备的SNs/HSNs复合梯度减反涂层,透光率提高了 6.91%;当溅射条件为180 w、30 sccm和10 min时,结合酸催化SiO2溶胶成功制备了 SNs/ACSs复合减反涂层,并提出了一种结合射频磁控溅射和溶胶-凝胶法制备复合无机涂层的方法。4.射频磁控溅射在聚碳酸酯和聚酰亚胺表面制备纳米铜膜的研究:利用磁控溅射技术给改性前后的PC和PI表面镀铜膜,研究磁控溅射在不同功率下制备的涂层效果及性能。结果表明:射频磁控溅射可以在PI和PC表面沉积出界面粘附性良好且均一致密的纳米铜膜,改性后的PC和PI表面更容易沉积铜膜,且在柔性PI表面沉积出均匀致密的Cu膜,该方法具有一定的工程化应用前景。

关键词：聚酰亚胺聚碳酸酯表面改性射频磁控溅射功能性涂层

聚多巴胺功能化大肠杆菌生物电催化剂的构建及其氧还原性能

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河南师范大学学报（自然科学版） 2023年第5期51卷 30-36,F0002页

作者：白正宇邢宝凤牛洋娣河南师范大学化学化工学院河南新乡453007

细胞外电子传递(Extracellular Electron Transport,EET)能力是影响微生物电催化剂催化活性的关键因素,然而,缓慢的生物-非生物界面EET效率严重限制了微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,MFC)中阴极氧还原反应(Oxygen Reduction Reacti... 详细信息

细胞外电子传递(Extracellular Electron Transport,EET)能力是影响微生物电催化剂催化活性的关键因素,然而,缓慢的生物-非生物界面EET效率严重限制了微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,MFC)中阴极氧还原反应(Oxygen Reduction Reaction,ORR)的生物电催化性能.通过在单个大肠杆菌(***)细胞表面原位包覆共轭导电聚多巴胺(PDA)功能性涂层,有效提高了微生物细胞的界面导电性和黏附性,并且不影响其生物活性.与天然的大肠杆菌相比,经过PDA修饰的大肠杆菌作为ORR的生物电催化剂时,EET效率显著提高,实现了更大的ORR电催化活性,氧还原电流密度达到2.62 mA·cm^(-2).此外,采用PDA修饰的大肠杆菌作为生物阴极组成的MFC的最大输出功率密度达到95.3μW·cm^(-2),与天然的大肠杆菌相比提高了1.14倍.研究结果表明,共轭导电聚合物PDA具有氨基、酚基等亲水基团,可以提高底物的亲水性,还具有醌基可以加速细胞外呼吸过程中的电子转移,利用其修饰细菌可以赋予细菌更多的额外功能,例如导电性和黏附性,进而有效提高其电催化性能,为制备高活性生物电催化材料以及提高MFC的产电性能提供了一种有前途的策略.

关键词：生物电催化剂细胞外电子传递氧还原反应功能性涂层微生物燃料电池

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复合型压电雾化喷头的关键技术及应用研究

复合型压电雾化喷头的关键技术及应用研究

作者：靳振伟苏州大学

学位级别：硕士

随着功能性涂层在新兴行业如太阳能电池、燃料电池、柔性导电涂层、燃料电池电极涂层、OLED发光面板和柔性显示屏等的大力发展,对于功能性涂层制备技术要求也越来越高,与传统的压力喷涂和静电喷涂相比,压电喷涂法制备涂层可以有效的提... 详细信息

随着功能性涂层在新兴行业如太阳能电池、燃料电池、柔性导电涂层、燃料电池电极涂层、OLED发光面板和柔性显示屏等的大力发展,对于功能性涂层制备技术要求也越来越高,与传统的压力喷涂和静电喷涂相比,压电喷涂法制备涂层可以有效的提高涂层制备的均匀性和制备效率,为涂层制备技术的进一步发展提供了关键性的推动作用。对于压电喷涂技术的研究主要是对于压电喷头关键部件和涂层制备系统的研究。该课题得到了国家自然科学基金“跨尺度纳米操作机驱动机理及自动化操作方法研究”(项目编号为61774107)的资助。本文首先对压电喷头核心部分的结构设计和理论计算,为克服高频压电喷头存在的雾化量小、可靠性差和低频压电喷头存在的喷雾粒径较大、雾化不均匀等方面的问题,本文拟设计一种新型压电雾化喷头。该喷头变幅杆设计为放大系数大和应力集中较小的阶梯复合型变幅杆,为了实现雾化量大、雾化液滴粒径小的性能,压电喷头的设计频率为100KHz左右。其次,根据压电喷头所要达到的雾化性能,进行结构设计和仿真优化,可以确定压电喷头的整体结构和各个部件的尺寸。建立喷头的理论模型,进行仿真优化,由模态分析结果可知喷头的固有频率为104502Hz,与设计频率误差在5%以内。对喷头进行谐响应分析,当喷头所加频率与其固有频率一致达到共振时喷头的振幅为4.68μm,能够达到雾化要求。本文设计的扇形气喷嘴喷雾角达到了 85°左右,可以明显的提高雾液的分散性和雾化效果。再次,对设计的压电喷头进行性能测试。首先通过理论计算和实际样机测试可以确定最佳的预应力范围。然后是压电喷头和电源的匹配测试,当电源的功率为1.2W时喷头可以达到较好的雾化效果。雾化粒径测试说明该压电喷头的平均粒径在22μm符合理论设计要求,其中10μm～30μm之间的雾滴所占的比例为75.08%,说明该喷头的雾化性能较好。流量测试说明液体流量控制在0.3ml/min～1.0ml/min之间时喷头雾化效果较好。最后,使用该压电喷头制备功能性涂层。本文使用该喷头来制备柔性石墨烯导电涂层和疏水涂层。通过调节喷头的各项参数来制备不同厚度的石墨烯涂层,并通过实验来说明喷涂石墨烯涂层的层数与涂层厚度、方阻和透光性之间的关系。使用压电喷涂在纺织物上制备疏水性涂层疏水角达到150°左右,说明该涂层具有较好的疏水和自清洁效果,通过耐磨性的测试说明使用该喷头制备的疏水涂层有很好的附着性。

关键词：压电喷头压电效应变幅杆换能器功能性涂层