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用等离子cvd法形成陶瓷涂膜

热处理 1989年第3期49卷 40-40页

作者：黑沢和芳黄风

在金属表面涂复具有硬度、耐磨性、耐腐蚀性的陶瓷膜是扩展金属应用范围的确效手段之一。这种陶瓷涂复的方法确PVD法和cvd法。本文就采用等离子cvd法形成氮化硅陶瓷涂膜的结果作一介绍。等离子cvd法具有在低温下也能生成cvd陶瓷涂膜的... 详细信息

在金属表面涂复具有硬度、耐磨性、耐腐蚀性的陶瓷膜是扩展金属应用范围的确效手段之一。这种陶瓷涂复的方法确PVD法和cvd法。本文就采用等离子cvd法形成氮化硅陶瓷涂膜的结果作一介绍。等离子cvd法具有在低温下也能生成cvd陶瓷涂膜的特点。图1是等离子cvd法所用装置的示意图。基体金属置于下部电极上。反应性气体从上部电极通过网孔板进入工作室。在两极之间施加目(?)电源以产生等离子体。

关键词：涂膜涂复 cvd法基体金属耐腐蚀性耐磨性能氮化硅膜压力保持孔板阀调节

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ZnO/石墨烯复合材料的制备及其光学性能研究

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ZnO/石墨烯复合材料的制备及其光学性能研究

作者：寇璐西北大学

学位级别：硕士

ZnO的禁带宽度为3.37eV,是一种宽禁带半导体材料。在室温下其激子束缚能高达60meV,可以实现激子发射,这一特性使其成为重要的发光材料。在太阳能透明电极和紫外光发光器件等方面具有很广阔的应用前景,因此ZnO是未来制备紫外激光器及紫... 详细信息

ZnO的禁带宽度为3.37eV,是一种宽禁带半导体材料。在室温下其激子束缚能高达60meV,可以实现激子发射,这一特性使其成为重要的发光材料。在太阳能透明电极和紫外光发光器件等方面具有很广阔的应用前景,因此ZnO是未来制备紫外激光器及紫外发光二极管的理想材料。石墨烯是可以看作是具有一个碳原子厚度(0.335nm)的石墨层,是由碳元素组成的类似于苯六元环的二维蜂窝状点阵结构,碳原子之间的连接十分柔韧,自身结构非常稳定。同时,石墨烯作为一种零带隙半导体材料,因其具有优异的导电、导热、力学性能等性能,从而成为最理想的杂化材料,在微电子领域将会起到重大作用。本文首先采用cvd法制备不同层数的石墨烯薄膜,对石墨烯的生长温度、降温速率和碳源通入时间三个因素进行了逐步优化分析。筛选出了制备单层石墨烯薄膜的优化工艺,即生长温度为1000℃,降温速率为快速降温(约25℃/s),碳源通入时间为5min。对石墨烯薄膜的生长机制也进行了探讨,石墨烯的生长机制不仅与Cu片的催化机制有关,也和降温速率有关,即石墨烯的形成受到两种机制的共同影响。接着采用逐步单因素优化法,在石墨烯层上用磁控溅射法制备ZnO薄膜,对过程中的四个关键因素:工作气压、射频溅射功率、衬底温度、氩氧流量比进行了优化。分析发现四个因素都会对ZnO薄膜的结晶质量产生重要影响,溅射功率、氩氧流量和衬底温度对薄膜结晶质量的影响远大于工作气压,衬底温度和氩氧流量比则对ZnO薄膜择优取向的影响更为显著。总结出制备ZnO薄膜的优化工艺参数为:工作气压:0.5 Pa,溅射功率:200W,衬底温度:150℃,氩氧流量比:35:5。最后本文分析了优化工艺下,ZnO/石墨烯复合材料和直接在Cu片表面生长的ZnO的光学性能,探究了石墨烯对ZnO光学性能的影响机理。结果显示,石墨烯的存在不仅提高了 ZnO薄膜的结晶质量,而且增强了 ZnO的发光性能。本文还研究了不同厚度的ZnO和不同层数的石墨烯复合的光学性能,结果发现,溅射时间为10min的ZnO薄膜与层数为3-5层的石墨烯复合,ZnO薄膜结晶性能最好,复合材料的紫外发光强度最强。

关键词： ZnO/石墨烯复合单因素法 cvd法磁控溅射法光学性能

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铁填充碳纳米管的制备研究及应用初探

铁填充碳纳米管的制备研究及应用初探

作者：方庆玲国防科学技术大学

学位级别：硕士

碳纳米管是一类性能独特和具有广泛应用前景的新型碳素分子,通过在管腔内填充铁,可以调节碳纳米管的电磁性能。铁填充碳纳米管(FCNT)具有制备简单,电磁性能可调等特性,有望成为新一代的功能材料,如雷达波吸收剂等。本论文以二茂铁和其... 详细信息

碳纳米管是一类性能独特和具有广泛应用前景的新型碳素分子,通过在管腔内填充铁,可以调节碳纳米管的电磁性能。铁填充碳纳米管(FCNT)具有制备简单,电磁性能可调等特性,有望成为新一代的功能材料,如雷达波吸收剂等。本论文以二茂铁和其它碳源为基本原料,采用化学气相沉积法制备了FCNT,并对FCNT的结构和性能进行了系统的分析测试。研究了FCNT的制备工艺、纯化方法及生长机理,并对FCNT在雷达吸波方面的应用进行了初步探讨。论文研究了5个制备系统。系统1以二茂铁为原料制备FCNT;系统2、3、4是在系统1基础上分别添加了芳香族化合物苯、萘和联苯为补充碳源,制备形貌良好的FCNT;系统5将二茂铁的苯溶液注入反应器制备FCNT。各系统都采用N2为保护气体,H2为还原气体。通过观察各系统对应的FCNT的形貌,发现系统5制备的样品拥有最满意的阵列式形貌,管长可达150μm,且杂质含量少,无需纯化处理。对于其它系统获得的产物,本文研究了“酸煮法”和“酸泡法”两种纯化方法,后者提纯效果更好。考察了各工艺参数对FCNT生长状况的影响和最佳反应条件。N2和H2流量较好的比值为6 : 1～7 : 1;反应时间是FCNT长度的决定因素,FCNT随着反应时间加长而增长;在830～880℃温度区间内可以生成FCNT。在一定范围内提高碳源浓度有利于生成形貌良好的FCNT。此外,以Si片、SiO2片、Si-SiO2格子片为基底,研究了二茂铁含量对基底选择性的影响:二茂铁含量少时,SiO2基底上生长形貌良好的阵列式FCNT,而Si基底上不生长;二茂铁含量增加到一定程度时,可以忽略Si和SiO2基底的差异,FCNT在Si和SiO2基底不再有选择性生长。通过TEM、XPS、XRD、Raman光谱、IR等表征手段分析了FCNT样品结构,可知本论文制备的FCNT的直径很大程度上取决于制备工艺,在20～150 nm范围内,均为多壁碳纳米管,管壁为石墨层片结构,管腔内填充的是单质铁,管壁外附着了少量的Fe2O3。FCNT的密度为2.4～2.6 g/cm3。空气气氛中,在325～600℃温度区间剧烈氧化放出大量的热。FCNT具有很高的复介电常数(14.2 <ε′< 86.2;27.2 <ε″< 55.7)和比文献值高的复磁导率。本论文提出了“两侧开口”生长机制模型,分析了FCNT的取向机理,并解释了阵列式FCNT薄膜顶部形貌宏观上平整,微观上有一定起伏的原因。最后,本文对FCNT在2～18 GHz波段的吸波性能进行了理论计算,并与环氧树脂复合在铝板上形成0.2mm厚的涂层。通过测试反射率,发现涂层具有一定的吸波效果。

关键词：铁填充碳纳米管二茂铁 cvd法生长机理吸波材料

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热解cvd法合成金刚石薄膜

人工晶体 1988年第Z1期 302-302页

作者：张志明丁正明万锃上海交通大学上海交通大学

低压气相合成金刚石薄膜,具有广泛的应用前景。本研究采用热解 cvd 法生长金刚石薄膜,反应气体为含 C、H、O 的有机低分子化合物和氢气,基板为硅片。实验结果表明,反应气体混合比、流量、压力、基板温度、热钨丝温度,以及基板预处理方... 详细信息

低压气相合成金刚石薄膜,具有广泛的应用前景。本研究采用热解 cvd 法生长金刚石薄膜,反应气体为含 C、H、O 的有机低分子化合物和氢气,基板为硅片。实验结果表明,反应气体混合比、流量、压力、基板温度、热钨丝温度,以及基板预处理方法等工艺条件,对沉积产物的结构和性能都有重大影响。当上述各工艺都在合适范围时,能稳定地生长出金刚石多晶薄膜。在薄膜的拉曼谱中,呈现尖锐的金刚石特征峰。根据薄膜的反射高能电子衍射环

关键词：合成金刚石 cvd法反应气体低分子化合物基板工艺条件混合比拉曼谱红外光谱检测天然金刚石

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GaN纳米线材料的特性和制备技术

纳米技术与精密工程 2004年第3期2卷 187-191页

作者：谢自力张荣修向前毕朝霞刘斌江若琏沈波顾书林韩平朱顺明施毅郑有炓南京大学物理系江苏省光电信息功能材料高技术研究重点实验室南京210093

GaN是一种具有优越热稳定性和化学性质的宽禁带半导体材料 ,这种材料及相关器件可以工作在高温、高辐射等恶劣环境中 ,并可用于大功率微波器件 .最近几年 ,由于GaN蓝光二极管的成功研制 ,使GaN成为了化合物半导体领域中最热门的研究课... 详细信息

GaN是一种具有优越热稳定性和化学性质的宽禁带半导体材料 ,这种材料及相关器件可以工作在高温、高辐射等恶劣环境中 ,并可用于大功率微波器件 .最近几年 ,由于GaN蓝光二极管的成功研制 ,使GaN成为了化合物半导体领域中最热门的研究课题 .简要介绍了GaN纳米线材料的制备技术 ;综述了GaN纳米线材料的制备结果和特性 .用cvd法研制的GaN纳米线的直径已经达到 5～ 12nm ,长度达到几百个微米 .纳米线具有GaN的六方纤锌矿结构 ,其PL谱具有宽的发射峰 ,谱峰中心在 42 0nm .GaN纳米线已经在肖特基二极管的研制中得到应用 .

关键词： GaN纳米线宽禁带半导体相关器蓝光二极管 PL谱化合物半导体微波器件 cvd法中心化学性质

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碳纳米管基复合材料的制备及在PMMA骨水泥中的应用研究

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碳纳米管基复合材料的制备及在PMMA骨水泥中的应用研究

作者：唐荣平西南交通大学

学位级别：硕士

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨水泥由于易于塑形、力学强度高和固化时间短等优点,在临床上已经广泛应用于骨修复。但是PMMA骨水泥抗压强度远高于抗拉强度,容易发生脆性断裂,长期承重,容易引起疲劳性断裂,而且骨水泥在聚合过程中放出大量的热... 详细信息

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨水泥由于易于塑形、力学强度高和固化时间短等优点,在临床上已经广泛应用于骨修复。但是PMMA骨水泥抗压强度远高于抗拉强度,容易发生脆性断裂,长期承重,容易引起疲劳性断裂,而且骨水泥在聚合过程中放出大量的热量,造成周围的正常组织坏死,PMMA骨水泥还不能在体内降解,生物活性低,这些缺点都使它的应用受到一定的限制;因此,对PMMA骨水泥的改性尤为重要。骨具有压电效应,因此电刺激能促进骨组织的生长和修复,而磁性生物材料能够应用于生物医学磁热疗、药物靶向治疗;碳纳米管(CNTs)具有高比表面积、良好的力学性能、电性能、热性能和一定的磁性能,是一种理想的增强材料。所以将碳纳米管基复合材料引入PMMA骨水泥中,可提高PMMA骨水泥的骨修复能力。首先,本论文通过气相沉积(cvd)法,以氧化石墨烯(GO)、AlO、Si O、MgO为载体制备碳纳米管基复合材料,并对制备GO载体的碳纳米管基复合材料的工艺进行了优化,同时利用正交法优化了制备MgO载体碳纳米管基复合材料的气相沉积过程的工艺。结果表明,GO载体碳纳米管基复合材料最高电导率为125.67 S/m,饱和磁化强度为4.87emu/g;以AlO、Si O、MgO为载体制备碳纳米管基复合材料中,MgO载体碳纳米管基复合材料的CNTs电导率和饱和磁化强度最高,分别为2630.53S/m和31.35emu/g;考虑到导电和磁性介质应具有良好导电性能和磁性能,本论文选用MgO载体碳纳米管基复合材料作为制备导电和磁性PMMA骨水泥的介质。为了改善其生物相容性和分散性,将其仿生浸泡,研究了不同刺激方式(直流电(100mA),静磁场(20mT),电磁场(20mT)以及直流电(100mA)和静磁场(20mT),直流电(100mA)和电磁场(20mT)双重刺激)和矿化液(模拟体液(SBF),加速钙化液(ACS),过饱和磷酸钙溶液(SCS)的不同对浸泡产物理化性能的影响。结果表明,通过仿生浸泡成功制备了导电和磁性磷酸钙盐/碳纳米管基复合材料,其中,以ACS为浸泡介质,直流电和电磁场双重刺激所得产物(CNTs-ACS)的电导率提高,为31.94S/cm;而其余组电导率都下降;而仿生矿化对材料磁性能影响不大。CNTs-ACS粉中磷酸钙盐(HA和OCP)的含量约为20.56wt%。本论文选用导电率最高的CNTs-ACS粉加入到PMMA骨水泥中,制备了具有导电性和磁性的骨水泥,考察了添加量的不同对骨水泥结构与性能的影响。结果表明,当添加量为6wt%时,PMMA骨水泥的抗压强度最高,相比纯PMMA骨水泥提高了44.40%,弹性模量下降了71.03%,韧性增加。骨水泥最高固化温度随着添加量的增加而降低;而固化时间随添加量的增大先延长后减少,当添加量为6wt%时,骨水泥的固化时间最长,为695s。PMMA骨水泥的电导率和饱和磁化强度与CNTs-ACS粉的添加量呈现正相关的关系;从骨水泥方阻来看,当添加量为6wt%和9wt%时,方阻分别为6.9kΩ/square和1.4kΩ/square,有促进体外细胞生理活动的潜力。考虑到骨水泥的力学和导电性能,本论文选用6wt%添加量和空白PMMA骨水泥进行体外MSCs细胞实验,研究了不同刺激方式(无刺激、直流电流(10mA)、电磁场(20mT)、直流电流(10mA)和电磁场(20mT)和不同静磁场强度(20mT,60mT,130mT)对导电和磁性PMMA骨水泥细胞相容性的影响。结果表明,导电和磁性PMMA骨水泥无毒,可在外加刺激条件下表现出比纯PMMA骨水泥更好的相容性,促进细胞的增殖、分化和粘附。在不同强度的静磁场强度作用下,60mT静磁场对细胞粘附以及增殖、分化活性的促进效果最为显著;在不同刺激方式中,10mA直流电流促进细胞粘附和增殖的效果最好,而10mA直流电流和20mT电磁场促进细胞的分化效果最好。

关键词：碳纳米管 PMMA骨水泥导电磁性正交法 cvd法仿生矿化

二氧化钛及其碳复合材料在锂硫电池中电化学性能的研究

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二氧化钛及其碳复合材料在锂硫电池中电化学性能的研究

作者：李俊华河北工业大学

学位级别：硕士

电子设备不断发展的需求刺激了具有稳定和高能量密度的先进储能设备的开发,而最先进的锂离子电池几乎达到了其理论值,面临进一步发展的巨大挑战。作为下一代储能体系之一,锂硫电池具有巨大的潜力,例如高理论容量(1675 m Ah g)和能量密度... 详细信息

电子设备不断发展的需求刺激了具有稳定和高能量密度的先进储能设备的开发,而最先进的锂离子电池几乎达到了其理论值,面临进一步发展的巨大挑战。作为下一代储能体系之一,锂硫电池具有巨大的潜力,例如高理论容量(1675 m Ah g)和能量密度(2600 Wh kg),以及资源丰富,成本低廉,环境友好性。尽管具有可观的优势,但锂硫电池的实际应用仍然受到以下问题的困扰:硫和放电产物LiS/LiS的导电性差,充放电过程中的体积变化大以及由可溶的多硫化锂引起的穿梭效应,导致库仑效率低,活性物质损失,自放电率高以及循环稳定性差。针对以上问题,本论文采用静电纺丝法合成二氧化钛纤维的过程中,分别引入了具有高导电性和大比较面积的碳纳米管(CNT)和碳纤维(CNF),以二氧化钛纤维为基体,分别通过高温热处理法和cvd法制备出A-R-TiO/CNT和Co-TiO/CNF复合材料作为锂硫电池集流体。研究了工艺参数对合成产物形貌结构和物理性质的影响,并对其电化学性能进行了探究,为锂硫电池的应用研究提供了重要参考。1.采用静电纺丝法制备前驱体然后进行高温热处理,在引入CNT之后制备出不同晶型的二氧化钛/碳纳米管复合材料,并对其形貌结构和电化学性能等进行了表征和分析。A-R-TiO/CNT复合材料比表面积较大,具有较好的机械性能和柔韧性。三维网络状的A-R-TiO/CNT复合材料具有优异电化学性能,在电流密度为0.1 C下A-R-TiO/CNT复合材料其初始比容量为1457 m Ah g,在100次循环后容量保留1195m Ah g的可逆放电容量,容量保持率为82%;经过在不同电流密度下测试其放电比容量,由倍率为4 C充放电后再次回到0.2 C的倍率下进行循环时,放电比容量仍可恢复到1221 m Ah g,具有优异的电化学可逆性。2.在加入硝酸钴的前驱体基础上采用cvd法成功合成了结构新颖的Co-TiO/CNF复合材料,并对其形貌结构和电化学性能等进行了表征和分析。Co-TiO/CNF复合材料进行电化学测试表明,多孔网络状的Co-TiO/CNF复合材料具有优异电化学性能,在电流密度为0.1 C下首次放电比容量为1420 m Ah g;循环100次后,放电比容量仍可达到1267 m Ah g,容量保持率为89.2%;在电流密度为1 C时其首次放电比容量为864 m Ah g,经过500次循环后比容量仍保持在505 m Ah g且库伦效率平均值高达99.2%,每周期容量衰减0.08%。

关键词：锂硫电池集流体二氧化钛静电纺丝法 cvd法

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场发射碳纳米管薄膜的制备与性能研究

场发射碳纳米管薄膜的制备与性能研究

作者：纪林海兰州大学

学位级别：硕士

自从碳纳米管在1991年问世以来,利用其场发射特性构造场发射显示器件一直就是重点研究的目标之一。近几年,摩托罗拉,索尼等国际大公司已经成功做出用碳纳米管做阴极的场发射显示器的样品机。由于碳纳米管具有较大的长径比,较低的功函数... 详细信息

自从碳纳米管在1991年问世以来,利用其场发射特性构造场发射显示器件一直就是重点研究的目标之一。近几年,摩托罗拉,索尼等国际大公司已经成功做出用碳纳米管做阴极的场发射显示器的样品机。由于碳纳米管具有较大的长径比,较低的功函数,因此碳纳米管场发射具有较小的开启电压和阈值电压,进而导致其工作时的功耗比较小。这些正是碳纳米管做为场发射冷阴极材料优于其它材料的地方。本文先简单介绍了碳纳米管冷阴极场发射器件的发射结构的发展过程。然后详细着重叙述了碳纳米管,其中包括碳纳米管的发现过程,碳纳米管的结构,碳纳米管的生长机制,碳纳米管的传统的制备方法和表征手段。在实验的过程中,我们用电化学沉积法在未去障蔽层多孔AAO模板上进行沉积,并对其结果进行表征,然后在去障蔽层的AAO模板沉积碳纳米管并对其结果表征,为了更好的说明实验结果,我们对AAO模板和石墨电极之间的电场进行了模拟并进行了分析。同时,我们还用CHEMICAL VAPOR DEPOSIT法制备了碳纳米管并测试其场发射特性。最后对两种方法制备出的碳纳米管的形貌和场发射特性进行比较,说明两种方法的优劣。

关键词：碳纳米管电化学沉积法 cvd法场致发射

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科技文摘

表面工程 1989年第4期 53-56页

作者：章子元

超硬薄膜的制备——稻川幸之助，《金属表面技术》，1088．N0．2，P2-11(日文)

关键词：超硬薄摸制备方法 cvd法材料处理工艺等离子体参量表面处理

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