SiC薄膜材料与器件最新研究进展
薄膜材料的应用与发展
薄膜材料的应用与发展 薄膜材料的发展以及应用，薄膜材料的分类，如金刚石薄膜、铁电薄膜、氮化碳薄膜、半导体薄膜复合材料、超晶格薄膜材料、多层薄膜材料等。各类薄膜在生产与生活中的运用以及展望。 1 膜材料的发展 在科学发展日新月异的今天，大量具有各种不同功能的薄膜得到了广泛的应用，薄膜作为一种重要的材料在材料领域占据着越来越重要的地位。 自然届中大地、海洋与大气之间存在表面，一切有形的实体都为表面所包裹，这是宏观表面。生物体还存在许多肉眼看不见的微观表面，如细胞膜和生物膜。生物体生命现象的重要过程就是在这些表面上进行的。细胞膜是由两层两亲分子--脂双层膜构成，它好似栅栏，将一些分子拦在细胞内，小分子如氧气、二氧化碳等，可以毫不费力从膜中穿过。膜脂双层分子层中间还夹杂着蛋白质，有的像船，可以载分子，有的像泵，可以把分子泵到膜外。细胞膜具有选择性，不同的离子须走不同的通道才行，比如有K＋通道、Cl－通道等等。细胞膜的这些结构和功能带来了生命，带来了神奇。 2 膜材料的应用 人们在惊叹细胞膜奇妙功能的同时，也在试图模仿它，仿生一直以来就是材料设计的重要手段，这就是薄膜材料。它的一个很重要的应用就是海水的淡化。虽然地球上70％的面积被水覆盖着，但是人们赖以生存的淡水只占总水量的2.5％～3％，随着人口增长和工业发展，当今世界几乎处于水荒之中。因此将浩瀚的海水转为可以饮用的淡水迫在眉睫。淡化海水的技术主要有反渗透法和蒸馏法,反渗透法用到的是具有选择性的高分子渗透膜,在膜的一边给海水施加高压,使水分子透过渗透膜,达到膜的另一边,而把各种盐类离子留下来,就得到了淡水。反渗透法的关键就是渗透膜的性能,目前常用有醋酸纤维素类、聚酰胺类、聚苯砜对苯二甲酰胺类等膜材料.这种淡化过程比起蒸法法,是一种清洁高效的绿色方法。 利用膜两边的浓度差不仅可以淡化海水,还可以提取多种有机物质。工业生产中，可用膜法过滤含酚、苯胺、有机磺酸盐等工业废水，膜法过滤大大节约了成本,有利于我们的生存环境。 膜的应用还体现在表面化学上面。在日常生活中,我们会发现在树叶表面,水滴总是呈圆形,是因为水不能在叶面铺展。喷洒农药时,如果在农药中加入少量的润湿剂(一种表面活性剂),农药就能够在叶面铺展,提高杀虫效果,降低农药用量。 更重要的，研究人员还将膜材料用于血液透析，透析膜的主要功能是移除体内多余水份和清除尿毒症毒素，大大降低了肾功能衰竭患者的病死率[1] 3 膜材料的分类 近年来,随着成膜技术的飞速发展,各种材料的薄膜化已经成为一种普遍趋势。 薄膜材料种类繁多,应用广泛,目前常用的有：超导薄膜、导电薄膜、电阻薄膜、半导体薄膜、介质薄膜、绝缘薄膜、钝化与保护薄膜、压电薄膜、铁电薄膜、光电薄膜、磁电薄膜、磁光薄膜等。目前很受人们注目的主要有一下几种薄膜。 3.1金刚石薄膜 金刚石薄膜的禁带宽，电阻率和热导率大，载流子迁移率高，介电常数小，击穿电压高，是一种性能优异的电子薄膜功能材料，应用前景十分广阔。 近年来,随着科技的发展,人们发展了多种金刚石薄膜的制备方法,比如离子束沉积法、磁控溅射法、热致化学气相沉积法、等离子化学气相沉积法等.成功获得了生长速度快、具有较高质量的膜,从而使金刚石膜具备了商业应用的可能。
薄膜材料简介
薄膜材料简介 薄膜具有良好的韧性、防潮性和热封性能，使用非常广泛；PVDC薄膜适合包装食品，并能长时间保鲜；而水溶性PV A薄膜不必开封直接投入水中即可使用；PC薄膜无味、无毒，有类似玻璃纸的透明度和光泽，可在高温高压下蒸煮杀菌。本文将主要介绍几种塑料薄膜的性能及其使用。 从商品生产到销售，再到使用，包装件要经过储存、装卸、运输、货架陈列以及在消费者手中存放，这个过程中即可能遇到严寒、酷暑、干燥、潮湿等恶劣的自然气候条件，也要遭受振动、冲击和挤压等各种机械破坏，甚至还有微生物和虫类的侵害。要保证商品的质量，主要依靠包装材料来保护，所以包装材料非常重要。 塑料薄膜是最主要的软包装材料之一，塑料薄膜的种类繁多，特性各异，根据薄膜的不同特性，其用处也不同，下面介绍几种常见的塑料薄膜： 聚乙烯薄膜 PE薄膜使用大量最大的塑料包装薄膜，约占塑料薄膜总耗用量的40%以上。PE薄膜虽然在外观、强度等方面并不十分理想，但它具有良好的韧性、防潮性和热封性能，且加工成型方便，价格便宜，所以使用非常广泛。 1、低密度聚乙烯薄膜。LDPE薄膜主要采用挤出吹塑法和T模法生产的LDPE薄膜是一种柔韧而透明的薄膜，无毒、无嗅，厚度一
般在0.02～0.1?L之间。具有良好的耐水性、防潮性、耐旱性和化学稳定性。大量用于食品、药品、日用品及金属制品的一般防潮包装和冷冻食品的包装。但对于吸湿性大，防潮性要求较高的物品，则需要采用防潮性更好的薄膜和复合薄膜包装。LDPE薄膜的透气率大、无保香性且耐油性差，不能用于易氧化食品、风味食品和含油食品的包装。但透气性好使它能用于水果、蔬菜等新鲜物品的保鲜包装。LDPE 薄膜的热粘合性和低温热封性好，因此常用作复合薄膜的粘合层和热封层等，但由于其耐热性差，故不能用作蒸煮袋的热封层。 2、高密度聚乙烯薄膜。HDPE薄膜是一种韧性的半透明薄膜，其外观为乳白色，表面光泽度较差。HDPE薄膜的抗张强度、防潮性、耐热性、耐油性和化学稳定性均优于LDPE薄膜，也可以热封合，但透明性不如LDPE。HDPE可制成厚度为0.01?L的为薄薄膜，其外观和薄绢纸很相似，手感舒服，又称拟纸膜。它具有良好的强度、韧性和开口性，为增强拟纸感和降低成本，可加入少量的轻质碳酸钙。HDPE拟纸膜主要用于制作各种购物袋、垃圾袋，水果包装袋和各种食品包装袋等。因其气密性差，不具有保香性，因此包装食品的贮藏期不长。另外，HDPE薄膜因耐热性好，可用作蒸煮袋的热封层。 3、线型低密度聚乙烯薄膜。LLDPE薄膜是近来发展的聚乙烯薄膜新品种,和LDPE薄膜相比，LLDPE薄膜具有更高的抗拉、抗冲击强度，乃撕裂强度和耐穿刺性。在和LDPE薄膜具有同等强度和使用性能的情况下，LLDPE薄膜的厚度可减至LDPE薄膜的20～25%，因而使成本大幅度降低。即使用作重包装袋其厚度也只需0.1?L就能
简述薄膜材料的特征举例说明薄膜材料的用途不少于4例
简述薄膜材料的特征举例说明薄膜材料 的用途不少于4例 【篇一：简述薄膜材料的特征,举例说明薄膜材料的用途 (不少于4例)】 第四章薄膜材料与工艺 1、电子封装中至关重要的膜材料及膜技术 1.1 薄膜和厚膜 1.2 1.3成膜方法 1.4 电路图形的形成方法 1.5 膜材 料 2、薄膜材料2.1 导体薄膜材料 2.2 电阻薄膜材料 2.3 介质薄膜材 料 2.4 功能薄膜材料 1、电子封装工程中至关重要的膜材料及膜技术 薄膜和厚膜电子封装过程中膜材料与膜技术的出现及发展，源于与 电器、电子装臵设备向高性能、多功能、高速度方向发展及信息处 理能力的急速提高系统的大规模、大容量及大型化要求构成系统的 装臵、部件、材料等轻、薄、短、小化晶体管普及之前真空电子管 的板极、栅极、灯丝等为块体材料，电子管插在管座上由导管连接，当时并无膜可言 20世纪60年代，出现薄膜制备技术在纸、塑料、 陶瓷上涂刷乃至真空蒸镀、溅射金属膜，用以形成小型元器件及电 路等进入晶体管时代从半导体元件、微小型电路到大规模集成电路，膜技术便成为整套工艺中的核心与关键。 1、电子封装工程中至关重要的膜材料及膜技术薄膜和厚膜与三维块 体材料比较：一般地，膜厚度很小，可看作二维膜又有薄膜和厚膜 之分经典分类：制作方法分类：块体材料制作的（如经轧制、锤打、碾压等）——厚膜膜的构成物一层层堆积而成——薄膜。 Ａｌ特点Ｓｉ基ＩＣ常用导体材料与作为ＩＣ保护膜的ＳｉＯ间的 附着力大对于ｐ型及ｎ型Ｓｉ都可以形成欧姆接触可进行引线键合 电气特性及物理特性等也比较合适价格便宜作为ＩＣ用的导体普遍 采用随环境、气氛温度上升，Ａｌ与Ａｕ发生相互作用，生成金属 间化合物，致使接触电阻增加，进而发生接触不良当Ａｌ中通过高 密度电流时，向正极方向会发生Ａｌ的迁移，即所谓电迁移在５０ ０以上，Ａｌ会浸入下部的介电体中在ＭＯＳ元件中难以使用尽管 Ａｌ的电阻率低，与Ａｕ不相上下，但由于与水蒸气及氧等发生反应，其电阻值会慢慢升高。 al与au会形成化合物al端子与au线系统在300下放置2～3ｈ， 或者使气氛温度升高到大约４５０，其间的相互作用会迅速发生， 致使键合部位的电阻升高此时，上、下层直接接触，au、al之间形
薄膜流研究进展
薄膜流研究进展 班级：机械工程专硕1班 学号：6160805020 姓名：程帅 摘要：液体在重力作用下以薄层形式沿壁面向下流动，称为液体薄膜流。它具有小流量、小温差、高传热传质系数、高热流密度、结构简单、动力消耗小等独特优点，己作为一项高效传热传质技术在化工、能源、航天、石油、制冷、电子等许多工业领域得到了广泛应用。本文介绍了非牛顿流体层流降膜流、新型薄膜覆盖材料、薄膜流涎机。正是由于实际应用的重要性和迫切性，在液体薄膜流的水动力过程和传热传质特性力一面，近几十年来开展了大量的深入研究。本文通过全面阐述液体薄膜流动和传热特性的研究现状，分析目前研究中存在的问题与不足，为未来研究提供借鉴。 关键词：液体薄膜流、非牛顿流薄膜流、新型薄膜覆盖材料、薄膜流涎机 1.液体薄膜流表面特征 对于液膜沿倾斜壁或垂直管壁向下流动的情形，从实验上观察到三种不同的流动状态:当Re=4T/v<20~30 (T为单位湿周的体积流率，v为流体的运动粘度)，流动为层流，膜表面呈平滑状态且膜厚为常数;当200
第六章 薄膜材料及其应用
第六章 薄膜材料及其应用（1） 主要内容 一、超硬薄膜 二、智能薄膜 三、纳米薄膜 四、三族元素氮化物薄膜 五、巨磁和庞磁薄膜 六、铁电薄膜 七、红外敏感薄膜 八、人工周期调制材料 一、超硬薄膜 材料的硬度不仅取决于材料的宏观性质（弹性和塑性），而且 也取决于材料的微观性质（原子间的相互作用力）。合成超硬材料对于了解原子间相互作用的微观特性与宏观特性间的基本关系，以及纯技术的应用都十分重要。 超硬材料（包括已有超硬材料和理论预言超硬材料）可以分为三类： 1. 由周期表中第2、3周期的轻元素所形成的共价和离子-共价化合物； 2. 特殊共价固体，包括各种结晶和无序的碳材料； 3. 与轻元素形成的部分过渡金属化合物，如：硼化物、碳化物、氮化物和氧化物。 超硬材料的特点 1. 超硬材料在正常条件下大多是亚稳相； 2. 绝大多数超硬材料都是共价型或离子型固体； 3. 过渡金属化合物超硬材料具有共价键和金属键； 4. 超硬材料在元素周期表中都由位于中间位置的主族元素组成，这些元素具有最小离子、共价或金属半径，且固态中的原子间具有最大的结合能； 5. 元素中电子壳层的周期填充使固体中的原子半径或分子体积呈规律性变化； 6. 元素固相在变化时，如具有最小摩尔体积，则具有最大的体弹性模量、最大的结合能和最高的熔点。满足Aleksandrov 关系： k 为体弹性模量，Vm 为摩尔体积，Ec 为结合能 对单一元素的固体， 绝大多数在1-4； （一）由原子序数较小的元素形成的超硬化合物 这些超硬材料由位于第2、3周期中的元素如：铍、硼、碳、氮、氧、铝、硅、磷 的化合物组成。它们能形成三维刚性点阵、原子间具有较强的共价键。典型的离子-共价化合物例子是氧化物，如：刚玉Al2O3，超石英（SiO2的高压相）。 这些超硬化合物主要有：BeO 、B6O 、P2O5、Al-B-O 系统、CNx 、SiC 、Be2C 、Si3N4及其它硼碳化合物、硼磷化物、硼硅化物等。 （二）碳材料 由于C 原子间存在不同类型的化学键合，所以C 存在大量的同素异构体和无序相。如 sp3 C 杂化键合形成的金刚石，是最硬的的已知材料。所以可将碳划到特殊材料。 单晶金刚石的维氏硬度达70-140GPa 。另一sp3 C 杂化键合形成的六方金刚石具有与金刚石类似的力学性质。近年来，利用各种沉积技术，制备了高sp3 键合度的非晶碳膜，也称类金刚石薄膜。它的显微硬度达到70GPa 。足球烯C60是有C 的sp2 原子键合形成m c V E k ∝160.5/E kV c m -≡
超疏水高分子薄膜的研究进展 (1)
超疏水高分子材料的研究进展 摘要：近十年来，由于超疏水表面在自清洁、防冰冻、油水分离等方面的广泛应用前景，超疏水高分子薄膜的研究受到了极大的关注。本文综述了超疏水高分子材料的制备方法，并对超疏水高分子材料研究的未来发展进行了展望。 关键词：超疏水，高分子材料，自清洁 Developments of super-hydrophobic Ploymeric material Abstract: In the last decades, super-hydrophobic surface has aroused great interest in both academic and industrial fields owing to their potential application in self-cleaning, anti-icing/fogging, water/oil separation, et al. In this paper, the recent development in super-hydrophobic polymeric membrane is reviewed from both preparation and technique, and the future development direction of the superhydrophobic polymeric surface is also proposed in the end． Key Words: super-hydrophobic, polymeric membrane, self-cleaning. 引言 自然界是功能性表面的不竭源泉。植物叶表面的自清洁效果引起了人们的很大的兴趣，在以荷叶为典型代表的自然超疏水表面上充分体现了这种自清洁性质，因此称之为“荷叶效应”[1]。图 1.1中展示的是水滴和汞在荷叶表面的宏观与微观的照片[2]。植物叶表面的微观结构产生自清洁性这一发现不仅为人工构筑超疏水表面提供的灵感，而且植物叶本身也是一个优异的模板，通过对其结构的复制，可望得到具有类似于植物叶表面微结构及自清洁性能的表面。通过对生物体表面结构仿生可以实现结构和性能的完美统一[3-12]。 随着高分子材料在日常生活中的广泛应用，针对高聚物材料存在的表面问题，例如表面的防污性、湿润性，防冰冻，抗菌性等的研究变得越来越重要，特别是智能高分子材料的性能研究尤为引人注目。由于超疏水材料在自清洁、
薄膜及涂层材料研究进展(专业课)
1、陶瓷材料等离子处理纳米粉体的弯曲强度为（ ）MPa 。 A 、426.3 B 、572.4 D 、735.2 2、Metco 130涂层的硬度为（ ）Cpa 。 B 、9.20±0.56 C 、11.0±0.75 D 、14.8±0.52 3、纳米复合微弧氧化陶瓷的体积磨损率为普通微弧氧化层的（ ）。 A 、1/4 B 、1/3 D 、2倍 4、以下涂层中，裂纹扩展抗力最高的是（ ）。 A 、纳米重熔涂层 B 、微米重熔涂层 C 、纳米喷涂态涂层 5、Al2O3/TiO2纳米涂层的断裂韧性为（ ）J/m2。 A 、7.3 C 、5.2 D 、4.4 6、普通烧结粉体纸杯的纳米涂层的磨损率为（ ）。 A 、17.9 B 、 11 D 、1.5 7、一级涡轮叶片表面涂上（ ）后，可使冷却空气流量减少50%。 B 、Metco 130涂层 C 、金属热障涂层 D 、合金热障涂层
1、智能材料的特点包括（ ）。 C 、可自行调整 2、涂层中的组织一般可分为（ ）。 C 、粉体组织 D 、颗粒组织 3、常用的自润滑涂层有（ ）。 A 、FeS2 D 、CS2 4 、表面工程可改变物体表面的（ ）。 5、减少摩擦系数的途径有（ ）。 C 、减弱钢的基体 D 、增加界面的临界剪切应力 6、以下零部件中，使用环境为盐水的有（ ）。 B 、阀杆 D 、流量泵 1、固体金属表面的性能可通过表面工程进行改造，而非金属不行。 对 错
2、热障涂层在提高热效率的所有耐高温材料中具有无可替代的作用。 3、通过增加界面的临界剪切应力可以减少摩擦系数。 4、CaZn为无序的典型形状记忆合金。 5、微弧氧化膜层应在常温下进行操作。 6、喷涂态涂层的网状组织弹性模量较熔凝组织高。 7、表面涂上陶瓷热障涂层后的一级涡轮叶片，其寿命可提高4倍。
现代分析技术在薄膜材料研究中的应用
现代分析技术在薄膜材料研究中的应 用 使用离子探针显微分析可进行如下分析: ①同位素分析 ; ②轻元素 高灵敏度分析 ; ③极薄表面 (约 10~1000Å) 的分析 ; ④在给 定适当条件后，可作包括纵向的三维分析。 使用离子探针作薄膜组分的定性或定量分析时，为消除样品表面污染和吸附的影响，应加大一次离子束进行刻蚀，然后再缩小离子束斑直径进行分析。在作纵向分析时，应考虑纵向分辨率、浓度测定、灵敏度和三维观察等各因素，必须严格控制测量条件。 离子探针显微分析仪探测离子扫描像的能力较高，所以当某些元素分布采用EPMA 的特征X 射线像所得衬度不好或难以探测时，采用离子探针显微分析法可获得满意的结果。 2.3X 射线光电子能谱分析 X射线光电子能谱分析(XPS，X-rayPhotoelectronSpectroscopy) 是利用X 射线源产生很强的X 射线轰击样品，从样品中激发出电子，并将其引入能量分析器，探测经过能量分析的电子，作出X 射线对能量的分布图―― X射线光电子能谱。它可以用于区分非金属原子的化学状态和金属的氧化状态，所以又叫做" 化学分析光电子能谱法(ESCA，ElectronSpectroscopyforChemicalAnalysis) 。 利用XPS可以进行除氢以外全部元素的定性、定量和化学状态分析，其探测深度依赖于电子平均自由程，对于金属及其氧化物，探测深度为5~25Å 。XPS的绝对灵敏度很高，是一种超微量分析技术，分析时所需样品很少，一般10的-8 次方克左右即可，因此XPS是薄膜材料最有效的分析手段之一。 2.4俄歇电子能谱分析 俄歇电子能谱分析（AES，AugerElectronSpectroscopy）是利用入射电子束使原子内层能级电离，产生无辐射俄歇跃迁，俄歇电子逃逸到真空中，用电子能谱仪在真空中对其进行探测的一种分析方法。在薄膜材料化学成份的分析方面，俄歇电子能谱是应
透明塑料用耐磨薄膜材料的研究进展
第!"卷第!期#$%&!"’$&!材料科学与工程()*+,-)%./0-+10+2314-1++,-14总第56期781+!""!文章编号：!""#9$%&:（’""’）"’9"’%"9"# 收稿日期：!"";9"59!<；修订日期：!""!9";9"5基金项目：浙江省科技计划资助项目 作者简介：杨辉，浙江苍南人，教授，博士生导师= 透明塑料用耐磨薄膜材料的研究进展 杨 辉，王家邦，陆静娟 （浙江大学材料科学与工程学系，浙江杭州 &!""’$） 【摘 要】透明又耐磨的薄膜涂层是改善透明塑料表面抗划伤性和耐磨性的有效方法。本文综述了透明耐 磨薄膜的种类和制备方法，从成膜材料、溶剂、增强材料、固化及测试方法总结了有机>无机杂化材料用作耐磨薄膜涂层的研究进展。 【关键词】透明塑料；耐磨薄膜；杂化中图分类号：?@AB 文献标识码：C ()*)+,-./,01,)**023456738,+*69):0+5641*;0, <,+4*=+,)45/>+*56-?3@A BC6，D3@A E6+4178+41，FG E6417HC+4 （I)=+,5J)4502K+5),6+>*L-6)4-)+4M N4164)),641，O.)H6+41G469),*65P ，B+41Q.0C &!""’$，:.64+） 【38*5,+-5】C1*-9CD,).-E+0$)*-14-.)+FF+0*-E+G)H *$-IJ,$E+*K+)1*-9.0,)*0K-14)1L )1*-9)D,).-E+J,$J+,*H=?K+4,$8J.)1L J,+J),)*-$1I+*K$L $F *K+)1*-9)D,).-E+0$)*-14),+,+E-+G+L -1*K+J)J+,=?K+,+.+),0K J,$4,+..8.-14$,4)1-09-1$,4)1-0KHD,-L I)*+,-)%). )1*-9)D,).-E+0$)*-14-.$8*%-1+L F,$I F-%I F$,I-14I)*+,-)%，.$%E+1*，)D,).-E+,+.-.*)1*I)*+,-)%，08,-14)1L *+.*I+*K$L=【R)P S0,M*】*,)1.J),+1*J%).*-0；)1*-9)D,).-E+0$)*-14；KHD,-L !前言透明塑料是常用的透明材料，具有很多优良的性能，如加工性能、耐候性、电绝缘性好，光学性能优异，且质轻性韧，广泛应用于农业、航空、建筑、交通、光学仪器等领域。然而与玻璃相比也存在一些不足之处，如使用温度低、耐热性差、吸水率高、耐磨及耐有机溶剂性差，限制了它的应用范围。人类为充分发挥透明塑料的优点并克服其缺点，扩大透明塑料的应用范围进行了广泛的研究。 对透明塑料进行改性处理是扩大透明塑料应用的有效 方法，塑料改性可分为基体改性 ［;，!，B ］和表面改性 ［A M ;!］ 两大 类。基体改性主要是通过引入刚性侧链、加入交联剂及与无机材料杂化等方法；而表面改性则可分为表面组织转化和表面覆膜技术，常采用离子注入、气相沉积、激光熔敷、等离子喷涂和表面涂层等方法改善表面性能，其中表面涂层法由于所需设备投资少，应用范围广，适应性好而得到广大厂家和科研院所的重视。本文将详细介绍国内外在透明塑料用耐磨涂层研究方面的进展，并提出进一步研究的建议。 ’透明耐磨薄膜的种类和制备方法 能作为透明耐磨薄膜改善透明塑料耐磨性的材料很 多，根据组成和结构，透明耐磨薄膜可分为三类：C 、无机薄膜，@、有机薄膜，N 、 有机>无机复合薄膜。为达到耐磨的目的，在透明塑料上用的薄膜涂层应符合以下一些要求：;、具有高透明性，!、良好的结合性能，B 、 能有效提高塑料的机构和化学性能，包括硬度、耐摩擦和耐侯性，A 、不会对塑料基板产生不良影响，并且在成本费用上要合理。 第一类薄膜主要有无机氧化物和非氧化物两大类材料。这两大类材料以晶态和非晶态形式存在，主要通过O#P 和N#P 技术沉积在塑料基板上， 由于有机材料本身软化点低的限制，沉积在塑料基板上的薄膜主要以无定形的形态存在。目前虽然在塑料基板上有多种无机薄膜在应用，但还是存在一些不足之处，最重要的一点是沉积设备本身问题。不管投资多少，设备所能生产的材料的尺寸和形状总是有限制的，有时由于沉积塑料基板温度过高引起塑!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 料变形或软化，此外无机薄膜和塑料基板之间的结合性能 万方数据
LB膜材料及其应用
LB 膜材料及其应用 欧阳健明 (暨南大学化学系,暨南大学生物矿化工程与结石防治研究中心,广东广州510632) 摘 要:综述了近几年国内外组装Lang muir-Blo dg ett 膜的材料,包括功能两亲配合物,生物化合物,两亲染料,卟啉和酞菁,富勒烯,两亲导电化合物及聚合物等的研究进展,并讨论了其在新型光电子材料、模拟生物膜功能和制备分子电子器件等方面的主要应用。关键词:LB 膜;成膜材料;生物分子 中图分类号:O 631;O 641.242 文献标识码:A 文章编号:0367-6358(2001)06-0330-04 收稿日期:2000-05-29;修稿日期:2001-04-15 基金项目:国家自然科学基金重点项目(20031010)和教育部重点科学技术项目(1998-121)资助课题作者简介:欧阳健明,教授,博士。从事生物无机化学和有序分子膜应用研究。 Langmuir-Blodg et Films M aterials and T heir A pplications OUYANG Jian-min (De p ar tment of Chemistry ,Center of B iomineraliz ation Eng ineer ing and Calcili R esear ch , Jinan Univ ersity ,Guangd ong Guangz hou ,510632,China ) Abstract :Sum marizes the progr ess on Lang muir -Blodgett film materials,including functional com plex es, bio logical co mpo unds ,amphiphilic dyes ,por phyrins and phthalo cyanines ,fullerenes ,conductive com-pounds,and po lymers.T heir applications w ere discussed in new -type photo electro n materials,simulation in bio logical membrane,and in fabr icatio n of mo lecular electronic devices.Key words :lang muir -blo dgett films ;film materials ;biolog ical m olecules Lang muir-Blo dgeft(LB)膜因具有如下特点而倍受人们的重视:1)超薄且厚度准确控制,这种纳米级的薄膜满足现代电子学器件和光学器件的尺寸要求;2)膜中分子排列高度有序且各向异性,使之可根据需要设计、实现分子水平上的组装;3)制膜条件温和,操作简单。因而,LB 膜在发展新型光电子材料,模拟生物膜的功能和制备分子电子器件等方面表现出广阔的应用前景[1] 。近年来,LB 膜技术有了相当大的发展,由LB 膜功能体系所实现的分子尺度上的装配已经成为高新科学技术发展中的一个热点。由于LB 膜的性质、结构和组装等与成膜材料密切相关,本文对目前所研究的成膜材料及其主要应用进行综述。1 研究现状 1.1 功能两亲配合物 能形成LB 膜的材料大都是表面活性剂分子, 即两亲分子。最典型和最简单的成膜物质是脂肪酸,其亲水头基为COOH ,尾链为(CH 2)16CH 3。一种好的成膜材料,其亲/疏水比要适中。当亲水性太强时,材料可能会溶于亚相水溶液中;而疏水性太强则导致其在水面上扩展不开,形成油珠悬浮于水面上。 现代LB 膜研究的重要目的之一是制备功能化和器件化的LB 膜,因而,将具有特殊光、电、磁、热等性质的过渡金属配合物组装到LB 膜中将产生具有预期厚度和预期分子排列的功能超薄膜[1]。近年来,大量功能化的两亲配合物和两亲聚合物材料被合成,并对它们之间在结构上进行了巧妙的组合与互补。其中一类是用LB 膜作电致发光(EL )器件的发光层[2]。图1为作者等[3]用二[N -十六烷基-8-羟基-2-喹啉甲酰胺]合镉[Cd (HQ )2]的LB 膜作发光层所制备的EL 器件的亮度曲线,LB 膜的层数和沉积压均会影响器件的电致发光。
薄膜材料制备原理、技术及应用知识点
薄膜材料制备原理、技术及应用知识点1 一、名词解释 1. 气体分子的平均自由程:自由程是指一个分子与其它分子相继两次碰撞之间，经过的直线路程。对个别分子而言，自由程时长时短，但大量分子的自由程具有确定的统计规律。气体分子相继两次碰撞间所走路程的平均值。 2. 物理气相沉积（PVD）：物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)技术表示在真空条件下，采用物理方法，将材料源——固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体(或等离子体)过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。物理气相沉积的主要方法有，真空蒸镀、溅射镀膜、电弧等离子体镀、离子镀膜，及分子束外延等。发展到目前，物理气相沉积技术不仅可沉积金属膜、合金膜、还可以沉积化合物、陶瓷、半导体、聚合物膜等。 3. 化学气相沉积（CVD）：化学气相沉积(Chemical vapor deposition，简称CVD)是反应物质在气态条件下发生化学反应，生成固态物质沉积在加热的固态基体表面，进而制得固体材料的工艺技术。它本质上属于原子范畴的气态传质过程。 4. 等离子体鞘层电位：等离子区与物体表面的电位差值ΔV p即所谓的鞘层电位。 在等离子体中放入一个金属板，由于电子和离子做热运动，而电子比离子的质量小，热速度就比离子大，先到达金属板，这样金属板带上负电，板附近有一层离子，于是形成了一个小局域电场，该电场加速了离子，减速电子，最终稳定了以后，就形成了鞘层结构，该金属板稳定后具有一个电势，称为悬浮电位。 5. 溅射产额：即单位入射离子轰击靶极溅出原子的平均数，与入射离子的能量有关。 6. 自偏压效应：在射频电场起作用的同时，靶材会自动地处于一个负电位下，导致气体离子对其产生自发的轰击和溅射。 7. 磁控溅射：在二极溅射中增加一个平行于靶表面的封闭磁场，借助于靶表面上形成的正交电磁场，把二次电子束缚在靶表面特定区域来增强电离效率，增加离子密度和能量，从而实现高速率溅射的过程。 8. 离子镀：在真空条件下，利用气体放电使气体或被蒸发物部分离化，产生离子轰击效应，最终将蒸发物或反应物沉积在基片上。结合蒸发与溅射两种薄膜沉积技术而发展的一种PVD方法。 9. 离化率：被离化的原子数与被蒸发气化的原子数之比称为离化率.一般离化装置的离化率仅为百分之几,离化率较高的空心阴极法也仅为20～40% 10. 等离子体辅助化学气相沉积（PECVD）技术：是一种用等离子体激活反应气体,促进在基体表面或近表面空间进行化学反应,生成固态膜的技术。等离子体化学气相沉积技术的基本原理是在高频或直流电场作用下，源气体电离形成等离子体，利用低温等离子体作为能量源，通入适量的反应气体，利用等离子体放电，使反应气体激活并实现化学气相沉积的技术。 11. 外延生长：在单晶衬底（基片）上生长一层有一定要求的、与衬底晶向相同的单晶层，犹如原来的晶体向外延伸了一段，故称外延生长。 12. 薄膜附着力:薄膜对衬底的黏着能力的大小，即薄膜与衬底在化学键合力或物理咬合力作用下的结合强度。 二、填空： 1、当环境中元素的分压降低到了其平衡蒸气压之下时，元素发生净蒸发。反之，元素发生净沉积。 2、在直流放电系统中，气体放电通常要经过汤生放电阶段、辉光放电阶段和弧光放电阶段三个放电过程，其中溅射法制备薄膜主要采用辉光放电阶段所产生的大量等离子体来形成溅射。 3、溅射仅是离子轰击物体表面时发生的物理过程之一，不同能量的离子与固体表面相互作用的过程不同，不仅可以实现对物质原子的溅射，还可以在固体表面形成沉积现象和离子注入现象。 4、溅射法所采有的放电气体多为Ar气，主要原因是惰性气体做为入射离子时，物质溅射产额高，从经济方面考虑，多使用Ar做为溅射气体。 5、直流溅射要求靶材具有良好的导电性，否则靶电流过小，靶电压过高，而射频溅射方法以交流电源提供高频电场，高频电场可经由其它阻抗形式进入沉积室，不再要求电极一定是导电体，使溅射过程摆脱对靶材导电性的要求。 6、磁控溅射存在的缺点。 1 微观永远大于宏观你永远大于人类今天永远大于永远■■■■■■■■纯属个人行为，仅供参考■■■■■■■■勿删■■■■■■■■■
无机膜材料的研究进展综述
课题论文 题目：无机膜材料的研究进展综述指导老师：崔云 学生姓名：张明豪学号 6011208161 专业：化学工程与工艺 院系：化工系 完成时间： 2015/01/06
无机膜材料研究应用现状及展望 摘要:膜材料作为膜分离技术的核心越来越受到人们的关注。简要概 述了膜技术的应用现状,重点介绍了无机膜材料的分类、制备以及无机膜材料的应用。分别列举了各类典型的无机膜材料及其制备方法,并对无机膜材料今后研究的方向进行了展望。 关键词:无机膜材料; 分离; 应用; 制备 膜是一种化学材料,既有分离、浓缩、净化和脱盐的功能,又有高效、节能、环保、分子级过滤等特征,因此被广泛地应用于污水回用处理、海水淡化、苦咸水淡化、超纯净水等行业。膜分离技术是指借助膜的选择渗透作用,在外界能量或化学位差的推动作用下对混合物中溶质和溶剂进行分离,分级,提纯和富集。膜分离现象早在250多年以前就已被发现,但是膜分离技术的工业应用是在20世纪60年代以后。膜分离技术的发展历史较短,其大致的发展史为:从20世纪30年代开发微孔过滤(microfil2tration)开始,40年代为透析(dialysis);50年代为电渗析(electrodialysis);60年代为反渗透(或称高滤reverseosmosis,hyperfiltration);70年代为超滤(ul2trafiltration)和液膜(liquidmembrane);80年代为气体分离(gasseparation);90年代为渗透汽化或称渗透蒸发(Pervaporation)。数十年来,膜分离技术发展迅速,特别是90年代以后,随着膜(TFC膜)的研制成功,膜分离技术的应用领域已经渗透到人们生活和生产的各个方面。膜分离技术作为一种新兴的高效分离技术,已经被广泛应用于化工、环保、电子、轻工、纺织、石油、食品、医药、生物工程、能源工程等领域。国外有关专家甚至把膜分离技术的发展称为“第三次工业革命”。尤其在能源紧张、资源短缺、生态环境恶化的今天,膜分离技术被认为是21世纪最有发展前途的高新技术之一。据中国膜工业协会消息:我国2005年膜市场需求已达100亿,2010年,我国膜市场需求将高达200亿,而且以20%的速度递增。“十一五”期间年均增速继续保持在15%左右,将占到世界总量的10%～15%[1]。 无机膜是以无机材料为分离介质制成的具有分离功能的渗透膜,如陶瓷膜、金属膜、合金膜、分子筛复合膜、沸石膜和玻璃膜等,它具有化学稳定性好、耐高温、孔径分布窄和分离效率高等特点,可用于气体分离等。无机膜的研究始于20世纪40年代,现已历经3个阶段。由于无机膜的优异性能和无机材料科学的发展,无机膜的应用领域日益扩大,无机膜的应用主要涉及液相分离与净化,气体分离与净化和膜反应器3个方面。无机膜的工业化应用主要集中于液相分离领域,无机膜在液体分离方面的应用主要是微滤和超滤,其中使用最多的是陶瓷膜。将无机膜与催化反应过程结合而构成的膜催化反应过程被认为是催化学科的未来三大发展方向之一。因此无机膜的应用成为当前膜技术领域的一个研究开发热点。我国无机膜研究工作起步较晚,大约从20世纪80年代才开始无机膜的研究开发,目前与国际先进水平存在着明显的差距。因此,国家自然科学基金委员会于20世纪90年代初设立专项重点基金,资助无机膜的应用基础研究,以期加速其发展。在国家“九五”计划期间,无机膜制备与应用技术研究被列入国家科委重点攻关计划,开发的陶瓷滤膜已在部分产业的实际应用中获得了成功,并初步商品化。无机分离催化膜研究也纳入国家“863”发展计划,成为专家学者们研究的热 点之一。
真空薄膜技术与薄膜材料的应用
真空薄膜技术与薄膜材料的应用及学习薄膜技术意义 ——张龙 090243138 材料物理 摘要：本文要紧讲述薄膜材料的一些差不多特点和在能源，军事以及其它方面的一些应用，并列举部分应用比较广泛的薄膜材料及现今前沿的薄膜材料和薄膜技术如光学薄膜中的太阳能薄膜，眼镜镀膜，抗反射膜及其他的一些耐腐蚀薄膜和电容薄膜，并阐述学习薄膜技术的意义。 关键词：薄膜；应用；进展；意义
Abstract：This article focuses on some basic characteristics of thin film material and the application of in the energy, military and some other aspects. Then it gives part of broader application of the thin film material and the edge of the film materials and thin film technologies such as optical thin films in solar thin film, optical coating, anti reflective film and other corrosion resistant film and film capacitors. At last it gives the significance of the thin film technology and expounds. Keywords：Thin Film； Application； Development； Meaning 引言：真空薄膜技术进展至今已有200年的历史。在一代代探究者的艰辛研究下各种材料的薄膜化差不多成为一种普遍趋势，以至于将薄膜材料及薄膜技术看成21世纪科学与技术领域的重要进展方向之一。 正文： 真空薄膜技术进展至今已有200年的历史。在19世纪能够讲一直是处于探究和预研时期。通过一代代探究者的艰辛研究，时至今日大量具有各种不同功能的薄膜得到了广泛的应用，薄膜作为一种重要的材料在材料领域占据着越来越重要的地位，各种
第六章薄膜材料及其应用
第六章 薄膜材料及其应用（1） 主要内容 一、超硬薄膜二、智能薄膜三、纳米薄膜 四、三族元素氮化物薄膜五、巨磁和庞磁薄膜六、铁电薄膜七、红外敏感薄膜八、人工周期调制材料 一、超硬薄膜 材料的硬度不仅取决于材料的宏观性质（弹性和塑性） ，而且 也取决于材料的微观性质（原子间的相互作用力） 。合成超硬材 料对于了解原子间相互作用的微观特性与宏观特性间的基本关系，以及纯技术的应用都十分重要。超硬材料（包括已有超硬材料和理论预言超硬材料）可以分为三类：1.由周期表中第2、3周期的轻元素所形成的共价和离子-共价化合物； 2.特殊共价固体，包括各种结晶和无序的碳材料； 3. 与轻元素形成的部分过渡金属化合物，如：硼化物、碳化物、氮化物和氧化物。 超硬材料的特点1. 超硬材料在正常条件下大多是亚稳相； 2. 绝大多数超硬材料都是共价型或离子型固体； 3. 过渡金属化合物超硬材料具有共价键和金属键； 4. 超硬材料在元素周期表中都由位于中间位置的主族元素组成，这些元素具有最小离子、 共价或金属半径，且固态中的原子间具有 最大的结合能； 5. 元素中电子壳层的周期填充使固体中的原子半径或分子体积呈规律性变化； 6. 元素固相在变化时，如具有最小摩尔体积，则具有最大的体弹性模量、最大的结合能和最高的熔点。满足 Aleksandrov 关系： k 为体弹性模量，Vm 为摩尔体积，Ec 为结合能 对单一元素的固体， 绝大多数在1-4； （一）由原子序数较小的元素形成的超硬化合物 这些超硬材料由位于第 2、3周期中的元素如：铍、硼、碳、氮、氧、铝、硅、磷 的化合物组成。它们能形成三维刚性点阵、原 子间具有较强的共价键。典型的离子-共价化合物例子是氧化物，如：刚玉 Al2O3，超石英（SiO2的高压相）。 这些超硬化合物主要有：BeO 、B6O 、P2O5、Al-B-O 系统、CNx 、SiC 、Be2C 、Si3N4及其它硼碳化合物、硼磷化物、硼硅化物等。 （二）碳材料 由于C 原子间存在不同类型的化学键合，所以C 存在大量的同素异构体和无序相。如sp3 C 杂化键合形成的金刚石，是最硬的 的已知材料。所以可将碳划到特殊材料。 m c V E k 16 0.5/E kV c m
各种薄膜的区别和应用
| PC、PET、PMMA、PI、PP等膜片材特性及应用 一、PC薄膜 1. 特性 一种无定型、无臭、无毒、高度透明的无色或微黄色热塑性工程塑料，具有优良的物理机械性能，尤其是耐冲击性优异，拉伸强度、弯曲强度、压缩强度高、蠕变性小、尺寸稳定；具有良好的耐热性和耐低温性，在较宽的温度范围内具有稳定的力学性能、尺寸稳定性、电性能和阻燃性。 使用温度：-30～120℃，厚度：0.07～1.0mm，表面效果：光面、沙面、拉丝面 2. 适用范围：艾柯特胶带阻燃PC薄膜广泛用于电子元器件、电器外壳、开关面板、接线盒及充电器外壳、汽车仪器仪表及有阻燃要求的面板印刷等。印刷级磨砂PC薄膜适用于特种印刷、头盔、标牌、铭板、防护罩等。防刮花PC薄膜应用于手机、MP3、MP4、DVD、背光源等电子产品的视窗镜片。 二、PET薄膜 1. 特性 PET膜又名耐高温聚酯薄膜。具有优异的物理性能、化学性能及尺寸稳定性、透明性、可回收性。机械性能优良，其强韧性是所有热塑性塑料中最好的，抗张强度和抗冲击强度比一般薄膜高得多，且挺力好，尺寸稳定，还具有优良的耐热、耐寒性和良好的耐化学药品性和耐油性。 使用温度：-60～120℃，厚度：0.125mm-0.35mm，表面效果：光面、沙面、拉丝面 2. 适用范围：艾柯特胶带PET薄膜分为：PET热收缩膜、PET抗静电膜、PET高光亮膜、PET 反光膜、化学涂布膜等，其中化学涂布膜主要是为了提高PET薄膜的表面性能，用丙烯酸乳液涂布可提高PET的印刷适性，用聚氨酯水溶液涂布能加强镀铝层与PET基膜的结合力；PET 高光亮膜因其优异的机械性能和光学性能主要应用于高档真空镀铝产品和激光防伪基膜；PET反光膜因其优良的光学性能以及耐老化、热稳定好等特点，主要应用于反光广告牌、交通反光标识和工业安全标志等。 三、PMMA薄膜 1. 特性 PMMA膜又名聚甲基丙烯酸甲酯薄膜，无毒环保，具有良好的化学稳定性和耐候性。良好的综合力学性能，在通用塑料中居前列，而且PMMA树脂在破碎时不易产生尖锐的碎片。美国、日本等国家和地区已在法律中作出强制性规定，中小学及幼儿园建筑用玻璃必须采用PMMA 树脂。 使用温度：-30～80℃，厚度：0.5mm-8mm，表面效果：光面、沙面、拉丝面 2. 适用范围：艾柯特胶带PMMA薄膜应用范围非常广，已广泛应用汽车工业（信号灯设备、仪表盘等）、医药行业（储血容器等）、工业应用（影碟、灯光散射器）、电子产品的按键(特别是透明的）、日用消费品（饮料杯、文具等）等。同时因其优异的光学特性，白光的穿透性高达92%。PMMA制品具有很低的双折射，特别适合制作影碟和高级光学镜片等。 四、PI薄膜 1. 特性 PI薄膜又称聚酰亚胺薄膜，是一种新型的耐高温有机聚合物薄膜，它是目前世界上性能最好的薄膜类绝缘材料,具有优良的力学性能、电性能、化学稳定性以及很高的抗辐射性能、耐高温和耐低温性能。